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装配式钢筋混凝土结构是工业化的结构形式,以其施工速度快、工业化程度高、湿作业少等优点日益受到人们的关注,因而在国内外的研究逐渐深入和广泛,在实际工程中也得到了较多的应用。目前,对全装配式混凝土楼盖板缝连接节点受力性能的研究较少,而楼盖是结构体系中的重要构件,楼盖板缝节点对整个结构受力有着很大的影响。基于此,本文采用试验研究、有限元模拟和理论分析相结合的方法对全装配式混凝土楼盖板缝连接节点抗剪性能和抗拉性能展开研究。本文研究主要内容如下:
在整理分析国内外装配式混凝土楼板拼接方法的基础上,本文设计出分别采用发卡式连接件、大头钉式连接件和盖板式连接件,并且以焊接为基本连接方法的三种新型装配式楼盖板缝连接节点。并进行了这三种连接节点分别在单调剪力、低周反复剪力和拉力作用下的9个试验,获得三种连接节点在剪力、拉力作用下的荷载-位移曲线、开裂荷载、屈服荷载和极限荷载等数据,从而分析三种全装配式楼盖板缝连接节点的工作性能和受力特点。
采用非线性有限元软件ABAQUS对3个受单调剪力试件、3个受拉试件进行模拟计算,有限元计算所得的结果与试验结果吻合较好,证明了模拟方法的可行性;对6个试件各典型荷载步下混凝土、钢筋、连接件的应力分布规律以及裂缝的形成及发展情况进行分析;在此基础上,改变相关影响参数进行有限元模拟计算,以进一步了解这三种楼盖板缝连接节点的受剪性能和受拉性能。
在试验研究和有限元分析的基础上,结合等效桁架模型、剪摩擦理论对三种新型楼盖板缝连接节点进行分析研究,并推导了相应的简化计算公式,提供给工程设计参考应用。
最后,对本文研究作了总结,提出新型全装配式混凝土楼盖焊接式板缝连接节点的设计建议和研究存在的问题。