一种装配式混凝土结构外挂墙板连接节点抗震性能分析

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随着国家大力推行装配式建筑,装配式混凝土建筑作为其主要的结构类型之一,相应的也得到了快速的发展,其中采用外挂墙板作为外围护结构的装配式混凝土建筑,其墙板与主体结构的连接节点一直是该邻域的研究重点。按照规范要求连接节点宜采用可以适应主体结构变形的柔性连接方式,而传统的外挂墙板与混凝土结构之间大多是采用完全约束的刚性连接,墙板与主体结构固结成一体,在地震动力荷载的作用下墙板连接处往往会由于内力过大而破坏,增加了结构的安全隐患。为了改变传统的连接方式,提高外挂墙板混凝土结构体系的抗震性能,本文结合工程实例,提出了一种钢牛腿式的外挂墙板柔性连接节点,该节点主要由凸出设置于墙板的槽钢支撑以及可以提供竖向滑移的限位螺栓组成。通过理论推导,得到改进后的节点支反力计算公式,然后应用ABAQUS数值模拟对带墙板的框架模型进行静力弹塑性分析、拟静力弹塑性分析以及地震动力时程分析,并与纯框架模型做对比,研究采用该节点连接的外挂墙板对主体结构受力性能、抗震性能以及地震位移时程响应的影响,并得出以下结论:(1)节点支反力除了需要考虑墙板的重力和面积外,还需要考虑支承点在墙板平面内的相对距离以及在墙板平面外的偏心距离。在实际工程中,节点等效应力主要集中于螺栓连接处,其极限承载力一般由栓孔处的单元强度控制。(2)采用该节点连接的外挂墙板对主体结构的承载力和刚度都有所提升,外挂墙板的存在改善了主体结构的受力性能,减缓了主体结构在循环荷载作用下的强度退化和刚度退化,提高了主体结构的耗能能力,有利于结构体系的抗震。(3)采用该节点连接的外挂墙板对主体结构的地震动力位移影响很小,与纯框架相比,二者位移时程曲线大致相同,但前者时程分析的最大地震位移均要略小于后者,外挂墙板对减小结构在地震动力作用下的位移响应具有一定作用。
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