开题报告-预制装配整体式框架结构试验研究

1、论文题目学 生：导 师：专 业：预制预应力混凝土装配整体式框架预制预应力混凝土装配整体式框架结构抗震性能的试验研究结构抗震性能的试验研究研究基础研究基础研究背景研究背景研究现状研究现状研究内容研究内容报报 告告 内内 容容当前住宅产业存在的问题当前住宅产业存在的问题住宅产业作为我国国民经济新的增长点，对社会经济发展起着巨大推动作用，据不完全统计，我国住宅每年的建设量大约在15亿m2，城镇的住宅建设量约为5亿m2，可以说住宅产业是我国国民经济的重要支柱之一。整个住宅建筑当前存在着：施工现场作业量大、建筑工人劳动强度大、生产效率低、施工速度慢、建设周期长、施工噪声大，工程质量难以控制、安全事故较多

2、，工程质量通病屡见不鲜。采用预制装配整体式的优点采用预制装配整体式的优点1）产品质量好 预制混凝土产品大部分在工厂制作，生产条件好，质量易于控制，在强度、密实性、耐久性、防水性等方面有保证。2）生产效率高 预制混凝土产品大部分在工厂用机械化、自动化的方式生产，生产效率。预制构件现场安装也多采用机械化方式施工，只需要很少的现浇混凝土作业，减少了现浇混凝土的养护时间，施工方便快捷。符合国家发展方向，经济效益好符合国家发展方向，经济效益好3）工人劳动条件好 在工厂中生产预制混凝土构件多采用机械化和自动化的生产设备，现场安装阶段多采用机械化的施工方式，湿作业少，工人劳动条件得到改善，符合以人为本的社会

3、要求。4）对环境影响小 预制混凝土构件在工厂制作，可以严格控制废水、废料和噪音污染。现场安装时湿作业少，施工工期短。5）有利于社会的可持续发展中国建筑中国建筑产业网产业网p （1）阐述国内外在该研究方向的历史、现状和发展情况，通过文献综述描述研究的现状，分析研究的不足，确定自己研究的起点和创新点。p （2）所列参考文献应为近5年发表。研究难点及国内外现状研究难点及国内外现状因为历史上一些不利的震害现象以及对其抗震能力了解不多，目前，因为历史上一些不利的震害现象以及对其抗震能力了解不多，目前，人们对预制混凝土结构在地震区尤其是强震区的应用持保守态度。人们对预制混凝土结构在地震区尤其是强震区的应用

4、持保守态度。在预制混凝土结构中，柱、梁、板、墙的连接方式是预制混凝土结在预制混凝土结构中，柱、梁、板、墙的连接方式是预制混凝土结构与现浇混凝土结构的根本区别，连接方式的不同导致了整体结构构与现浇混凝土结构的根本区别，连接方式的不同导致了整体结构性能的差异性能的差异。p （1）目前国际研究及使用现状p 美国工业化生产住宅的比例达70%以上，日本达50%，瑞典达85%，且当前世界发达国家己从工业化专用体系走向大规模通用体系研究难点及国内外现状研究难点及国内外现状因为历史上一些不利的震害现象以及对其抗震能力了解不多，目前，因为历史上一些不利的震害现象以及对其抗震能力了解不多，目前，人们对预制混凝土结

5、构在地震区尤其是强震区的应用持保守态度。人们对预制混凝土结构在地震区尤其是强震区的应用持保守态度。在预制混凝土结构中，在预制混凝土结构中，柱、梁、板、墙的连接方式柱、梁、板、墙的连接方式是预制混凝土结是预制混凝土结构与现浇混凝土结构的根本区别，连接方式的不同导致了整体结构构与现浇混凝土结构的根本区别，连接方式的不同导致了整体结构性能的差异性能的差异。 美国提出的连接方式分类美国提出的连接方式分类 1997年的美国统一建筑规范（UBC97），将框架连接简化为两类：整体连接（monolithic connection）和强连接（strong connection）。所谓整体连接是将预制构件与预制构

6、件、或预制构件与现浇构件的连接节点用现浇混凝土灌注。 按照美国NEHRP（National Earthquake Hazards Reduction Program）2000规范，预制混凝土框架连接又可以分为等效现浇连接和装配式连接，常用的等效现浇连接有后浇整体式连接和预应力拼接连接，常用的装配式节点有焊接节点和螺栓连接节点等。 目前国外的抗震地区对于预制框架的连接方式目前国外的抗震地区对于预制框架的连接方式（1）现浇钢筋混凝土柱，柱间为预制混凝土梁（2）预制连续梁穿过现浇或预制柱 预制梁构件预制梁构件梁中现浇混凝土和钢筋柱中现浇混凝土和钢筋预制混凝土梁的框架节点预制混凝土梁的框架节点1 砂浆

7、节点梁上部现浇混凝土和钢筋预制梁构件预制梁构件预制或现浇柱预制连续梁的框架节点预制连续梁的框架节点2目前国外的抗震地区对于预制框架的连接方式目前国外的抗震地区对于预制框架的连接方式（3）预制T型和双十字型构件（4）预制预应力混凝土构件（5）混合预制框架 这种体系的优点是将混凝土预制构件、有粘结钢筋和后张无粘结预应力结合起来应用。本文研究的问题本文研究的问题本论文通过分析研究预制装配整体式框架中节点的抗震性能现状，进而做出定量的评价。并与现行规范进行对比研究。最终对预制装配整体式框架节点的性能有一个较全面的认识。研究内容与方法研究内容与方法（1）根据我国现行的建筑抗震设计规范)(GB50011一

8、2010)和混凝土结构设计规法(GB500102010)的设计要求，设计三根配不同键槽长度、搭接形式的构件进行低周反复加载试验。（2）在低周反复荷载作用下，对预制装配整体式框架梁柱节点的破坏机制、破坏形态、延性、耗能、强度进行研究。（3）根据试验研究的结果，对节点在更高烈度地震下的抗震设计构造及施工进行总结及提出相应的建议。研究内容 研究方法研究方法（1）对预制装配整体式框架梁柱节点的低周反复试验完成三个不同键槽长度、搭接形式的节点的低周反复试验，通过试验观察裂缝的开展情况，试件的破坏特征；得到梁柱节点的滞回曲线、骨架曲线；量测梁柱纵筋应变、梁柱箍筋应变、核心区箍筋应变、节点核心区的剪切变形、

9、裂缝宽度等。通过比较滞回曲线及骨架曲线等，考察预制装配整体式框架梁柱节点在地震作用下刚度的退化情况及延性和耗能方面的能力，验证预制装配整体式框架梁柱节点的抗震性能是否能够满足我国现行抗震规范的要求，比较和验证抗震措施的有效性，确定结构的抗震极限承载力以及探索配箍率、轴压比、锚固措施的合适值。大致试验图大致试验图 试验加载图试验加载图本次试验采用伪静力试验方法，伪静力试验方法一般以试件的荷载值或位移值作为控制量，在正、反两个方向上对试件进行反复加载和卸载。在伪静力试验中，加载过程的周期远大于结构的基本周期，因此，其实质还是静力加载方法来近似模拟地震作用，故称其为伪静力试验。 研究方法研究方法（2

10、）有限元分析利用通用分析软件OpenSees，考虑钢筋与混凝土之间粘结滑移的影响，建立试件计算分析模型，并对试件进行低周反复试验的全过程仿真分析，在此基础上对屈服荷载、屈服位移、极限荷载、骨架曲线等与试验构件进行对比，对其中的差异以及造成差异的原因进行初步分析。（3）结果处理 根据本次试验结果及有限元分析情况，结合相关文献，对预制装配整体式框架结构的设计施工和推广应用给出一定的建议。 研究的重点、以及可能遇到的难点研究的重点、以及可能遇到的难点本论文希望对预制装配整体式框架节点的延性进行探索分析。通过试验分析及有限元模拟不同键槽长度，不同搭接形式的预制装配整体式框架节点的滞回曲线、节点延性、耗能能力和刚度退化等情况，对预制装配整体式框架结构的抗震性能做出定量的评价。并与现行规范进行对比研究。最终对预制装配整体式框架节点的性能有一个较全面的认识。可能遇到的难点研究的难点在于本次预制装配整体式框架构件的试验数目还比较少，试验中未设置对比试件。由于反复荷载下的混凝土本构模型还不是太成熟，故反复荷载下的混凝土有限元分析需要精心设计模型，选择好