装配式混凝土柱连接节点力学性能研究及有限元分析

程东辉,高佩罡,任曼妮

(东北林业大学土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040)

建筑行业的迅速发展在推动城市化进程的同时,也造成了诸如资源浪费、污染环境以及质量不可控等一系列问题,为了解决以上问题并响应可持续发展战略的需求,国家开始逐步推行建筑工业化,预制装配式混凝土结构是其中较为常见的一种方式。与传统建造方式相比,装配式混凝土结构具有保温性好、可满足个性化需求、工期短、促进工业化发展、能源损耗小以及保护环境等优点,已经广泛应用于世界各个国家[1-7]。

装配式混凝土结构与现浇结构的根本区分是构件节点的连接方式,并存在整体性不足的劣势,保证各个预制构件之间的有效连接是解决整体性的关键。所以找到一种既满足装配式柱受力要求又能使操作简单、成本低的竖向连接方式尤为关键。钢筋灌浆连接是装配式混凝土结构较为常见的竖向连接方式。近些年来,国内外学者通过试验,对装配式结构中采用灌浆套筒方式进行研究并取得一系列的成果[8-13]。李锐等[14]开展了500 MPa钢筋套筒灌浆连接预制混凝土柱的抗震性能试验研究,结果表明:预制装配式混凝土柱的耗能情况、位移延性以及极限承载力均与现浇混凝土柱相近;预制柱在套筒区形成刚域,破坏最为严重的地方发生在套筒顶部;对于轴压比较小的预制柱,其柱底部灌浆层结合面会发生破坏,且滞回曲线会出现捏拢。钱稼茹等[15]对1个现浇墙试件以及竖向钢筋选用不同连接方法的4个预制墙进行拟静力试验,结果表明:预制试件的破坏形式与现浇试件基本相同,灌浆套筒连接方式可以使钢筋应力有效传递。……