鋼絞線錨入式預(yù)制砼梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能

管東芝，郭正興

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鋼絞線錨入式預(yù)制砼梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能

管東芝，郭正興

(東南大學(xué)土木工程學(xué)院，江蘇南京，210096)

針對現(xiàn)有等同現(xiàn)澆類預(yù)制混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)制作要求高、施工難度大的缺點(diǎn)，提出一種鋼絞線錨入式新型預(yù)制混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)。為研究其抗震性能，對3個(gè)足尺節(jié)點(diǎn)進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。研究結(jié)果表明：該新型預(yù)制節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相比，具有基本相當(dāng)?shù)目拐鹦阅?；其剛度、滯回耗能、等效黏滯阻尼系?shù)在加載中前期略低，在加載后期有較大提高，甚至比現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的高，變形能力達(dá)到避免倒塌的性能要求；預(yù)制梁下部架立筋局部無黏結(jié)段的構(gòu)造措施效果不明顯。

預(yù)制混凝土；框架；節(jié)點(diǎn)；抗震；預(yù)應(yīng)力混凝土

在預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)體系中，預(yù)制構(gòu)件間的連接(節(jié)點(diǎn))對結(jié)構(gòu)整體性、荷載傳遞和抗震性能起著重要的作用。深入研究預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)柱、梁的連接方法，對預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展、完善及規(guī)?；瘧?yīng)用有較大的價(jià)值和意義。預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)從抗震性能和抗震設(shè)計(jì)策略角度可分為等同現(xiàn)澆類和自身特性類[1?2]。在實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用中，由于等同現(xiàn)澆類預(yù)制框架結(jié)構(gòu)的抗震機(jī)理和評(píng)價(jià)指標(biāo)均與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)一致，其可根據(jù)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，這使得等同現(xiàn)澆類預(yù)制框架結(jié)構(gòu)在研究和應(yīng)用中成為主流。國內(nèi)外對此類預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱連接進(jìn)行了大量研究[3?11]，結(jié)果證明只要節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式合理，現(xiàn)澆類預(yù)制框架梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能基本能夠達(dá)到甚至超過現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)相當(dāng)甚至超過的水平。隨著國家建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，國內(nèi)已經(jīng)投入生產(chǎn)建造了多種具有代表性的預(yù)制框架結(jié)構(gòu)體系，如世構(gòu)體系[12]、潤泰體系[13]、PPAS體系[14]和鹿島體系[15]等。目前應(yīng)用的預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)形式存在或構(gòu)造形式過于復(fù)雜而較難施工，或柱截面過大造成浪費(fèi)，或節(jié)點(diǎn)整體預(yù)制而難以運(yùn)輸?shù)葐栴}，使其大規(guī)模推廣應(yīng)用具有較大的難度。針對上述不足，本文作者從等同現(xiàn)澆的角度提出了一種鋼絞線錨入式新型預(yù)制混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)，采用端部帶壓花錨的鋼絞線作為預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合梁下部受力筋，使其錨入節(jié)點(diǎn)核心區(qū)。壓花錨制作簡便，價(jià)格低廉，且由于鋼絞線具有柔軟性，能自由彎曲“掰動(dòng)”，可有效避開節(jié)點(diǎn)處柱子的縱向鋼筋錨入柱節(jié)點(diǎn)內(nèi)，降低建造難度，縮短工期，減少造價(jià)，具有廣闊的應(yīng)用前景。為深入研究該新型節(jié)點(diǎn)的抗震性能，并檢驗(yàn)構(gòu)造措施的有效性，進(jìn)行3個(gè)足尺節(jié)點(diǎn)模型的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，以便為改進(jìn)和推廣應(yīng)用該節(jié)點(diǎn)提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。

1 鋼絞線錨入式預(yù)制混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)概述

鋼絞線錨入式預(yù)制混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)形式如圖1所示。預(yù)制柱通過灌漿套筒連接，梁采用疊合現(xiàn)澆形式，梁上半部分與樓板一同現(xiàn)澆，梁下半部分采用先張法預(yù)制預(yù)應(yīng)力梁形式，梁端預(yù)留鍵槽，鋼絞線在鍵槽內(nèi)部分和伸出預(yù)制梁部分為無預(yù)應(yīng)力段，在鋼絞線端部通過壓花機(jī)形成壓花錨后，伸入節(jié)點(diǎn)核心區(qū)或者對面預(yù)制梁的鍵槽內(nèi)，再后澆混凝土形成預(yù)制件的整體 連接。

為了提高梁端無預(yù)應(yīng)力段混凝土抗裂性能，預(yù)制梁下部架立筋采用普通帶肋鋼筋；鍵槽部分箍筋進(jìn)一步加密，一般采用間距50 mm，以此來提高梁端混凝土的約束，增強(qiáng)梁端變形能力；在鍵槽端面新老混凝土結(jié)合位置處，下部架立筋上增設(shè)一段局部無黏結(jié)段，削弱此處的抗裂能力；在節(jié)點(diǎn)拼裝時(shí)，增設(shè)兩端帶擴(kuò)大頭的直鋼筋；通過以上措施，使得鍵槽端面新老混凝土結(jié)合處成為相對強(qiáng)度最低的地方，擬實(shí)現(xiàn)塑性鉸外移的目的。

(a)新型預(yù)制梁構(gòu)造示意圖；(b) 鋼絞線錨入式新型預(yù)制混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)拼裝示意圖

2 節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 試件設(shè)計(jì)與制作

共設(shè)計(jì)3個(gè)足尺節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，其中，一個(gè)是現(xiàn)澆對比構(gòu)件(XJ1)，一個(gè)預(yù)制試件(YZ1)是本文提出的鋼絞線錨入式新型預(yù)制節(jié)點(diǎn)，另一個(gè)預(yù)制試件YZ2則在試件YZ1的基礎(chǔ)上，去除了預(yù)制梁下部架立筋局部無黏結(jié)段的構(gòu)造措施，以此檢驗(yàn)該構(gòu)造措施的有效性。預(yù)制節(jié)點(diǎn)梁下部鋼絞線與附加鋼筋截面積之和同現(xiàn)澆試件梁下部鋼筋截面積之和基本相當(dāng)，即等面積原則，其他部位縱向受力鋼筋完全一致。試件外形和截面尺寸均相同，梁、柱構(gòu)件采用C40混凝土，縱向鋼筋均采用HRB335普通鋼筋，箍筋及其他構(gòu)造鋼筋采用HPB300鋼筋，預(yù)制梁鋼絞線采用1 860級(jí)的7股鋼絞線。試件制作詳圖見圖2。

試件YZ1和YZ2的制作完全模擬實(shí)際工程建造過程。先制作預(yù)制構(gòu)件，其中預(yù)制梁在自制張拉臺(tái)座上進(jìn)行先張法制作，張拉控制應(yīng)力為0.6ptk，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后，進(jìn)行放張；預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護(hù)完成后，進(jìn)行下部預(yù)制柱和預(yù)制梁拼裝，并澆筑后澆混凝土部分；后澆混凝土部分達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行上部預(yù)制柱的吊裝，并灌漿，完成整個(gè)新型節(jié)點(diǎn)試件的制作。

現(xiàn)澆對比試件XJ1與預(yù)制構(gòu)件為同一批澆筑，具體材料參數(shù)如下：現(xiàn)澆試件與預(yù)制構(gòu)件混凝土實(shí)測立方體強(qiáng)度為51.5 MPa，后澆部分混凝土實(shí)測立方體強(qiáng)度為42.7 MPa；普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線材料性能見表1。

單位：mm

2.2 加載裝置及加載制度

本試驗(yàn)在東南大學(xué)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)機(jī)上完成，試驗(yàn)加載裝置如圖3所示。柱頂放置1臺(tái)320 t油壓千斤頂，用以施加柱軸向壓力。在試件的左、右兩邊梁端上下共設(shè)置4個(gè)60 t單向千斤頂，兩兩交叉成對，通過分油閥連接到油泵上，加載時(shí)，反對稱位置千斤頂同時(shí)施力。

加載時(shí)，首先在試件柱頂部施加恒定軸壓力，試驗(yàn)軸壓比為0.1，在試驗(yàn)中保持恒定不變。在梁端施加豎向反對稱低周反復(fù)荷載，向上為正，向下為負(fù)。試驗(yàn)加載采用力和位移雙控原則，在屈服之前以力控制加載，每級(jí)循環(huán)1次。向下加載的力?位移曲線出現(xiàn)斜率變化時(shí)的位移作為屈服位移()，進(jìn)入位移控制階段，即以，2，3…作為每級(jí)加載的控制位移，循環(huán)3次，直至試件承載力下降到峰值承載力的85%以下為止。

表1 普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼絞線力學(xué)性能

(a) 加載裝置示意圖；(b) 加載裝置實(shí)際圖片

3 試驗(yàn)現(xiàn)象

現(xiàn)澆試件XJ1一端向上加載至35 kN時(shí)，在距梁柱結(jié)合面大約5 cm處，梁下部首先出現(xiàn)裂縫，寬度為0.04 mm。進(jìn)入位移控制3第1次循環(huán)后，梁根部下端混凝土少許剝落，在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)下邊緣出現(xiàn)水平向裂縫，同時(shí)核心區(qū)出現(xiàn)大致呈45°方向的交叉裂縫。在4循環(huán)加載過程中，梁根部下端混凝土大塊脫落，混凝土損壞掉落嚴(yán)重，露出了下部縱向鋼筋。在5第1次循環(huán)中，當(dāng)荷載向下加載使得梁下部縱筋受壓時(shí)，可以觀察到下部鋼筋彎曲。進(jìn)行第2次循環(huán)時(shí)，下部鋼筋被拉斷，加載終止。

新型預(yù)制節(jié)點(diǎn)試件YZ1在加載至24 kN時(shí)，在距離梁柱結(jié)合面約40 cm處(鍵槽端部附近)，梁下部出現(xiàn)了自下而上的裂縫，加載至32 kN時(shí)，仍在該處，梁上部出現(xiàn)自上向下的裂縫。進(jìn)入位移控制加載以后，加載到2第1循環(huán)時(shí)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)出現(xiàn)交叉裂縫。在加載到4第2循環(huán)后時(shí)，梁根部下端鍵槽側(cè)壁有少許脫落，露出下部鋼絞線及構(gòu)造鋼筋，加載過程中，可發(fā)現(xiàn)鋼絞線受壓時(shí)有蓬松散開的現(xiàn)象。在加載到5第2循環(huán)過程中，荷載突然下降，加載停止。

YZ2加載現(xiàn)象與YZ2現(xiàn)象類似。在距離梁柱結(jié)合面約40 cm處，梁下部出現(xiàn)自下而上的細(xì)小裂縫時(shí)的荷載為26 kN。加載到4第3次循環(huán)時(shí)，自下向上加載的那側(cè)，荷載突然下降。為了解此后的節(jié)點(diǎn)性能，仍進(jìn)行了5的1次循環(huán)試加載，發(fā)現(xiàn)向上的荷載值明顯降低，加載即終止。

試驗(yàn)完成后，鑿開預(yù)制梁根部下端混凝土及鍵槽側(cè)壁混凝土進(jìn)行觀察，可以明顯看到梁端部鋼絞線受壓蓬松散開?？傮w來說，3個(gè)試件均為梁鉸破壞機(jī)制，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)僅有少量細(xì)微裂縫開展，破壞形態(tài)見圖4。

(a) 試件XJ1；(b) 試件YZ1；(c) 試件YZ2；(d) 鋼絞線蓬松散開情況

4 結(jié)果分析

4.1 滯回曲線及骨架曲線

各試件的試驗(yàn)滯回曲線及骨架曲線如圖5所示。由圖5可以看到：XJ1試件滯回曲線總體上非常飽滿，耗能較少；在試驗(yàn)加載后期，由于裂縫的發(fā)展、鋼筋的屈服以及黏結(jié)滑移等，滯回環(huán)出現(xiàn)稍許的捏縮。試件YZ1和YZ2的滯回曲線形狀較接近；由于預(yù)制梁下部存在鋼絞線，其向上部分和向下部分的曲線有明顯區(qū)別；向下加載時(shí)，曲線有屈服平臺(tái)段，呈現(xiàn)梭形形狀；向上加載時(shí)，加載曲線呈直線狀，而卸載曲線形狀接近普通鋼筋混凝土試件，但殘余變形相對較小。概括來說，YZ1和YZ2試件的滯回曲線下半部分為梭形，上半部分呈現(xiàn)弓形，捏縮效應(yīng)較大。

(a) 試件XJ1；(b) 試件YZ1；(c) 試件YZ2

從骨架曲線來看，XJ1試件從屈服到極限破壞有著較長的發(fā)展過程，延性較好。由于上部縱筋配筋率較高，向下加載時(shí)，梁端下部混凝土受力較大，壓碎掉落較多，下部受壓鋼筋也有壓彎現(xiàn)象，故破壞時(shí)向下加載的荷載下降較大。YZ1和YZ2試件骨架曲線類似，相對于現(xiàn)澆構(gòu)件，向下加載破壞的荷載下降不明顯，這與鍵槽段箍筋加密有極大的關(guān)系。而向上的曲線則不像現(xiàn)澆構(gòu)件，沒有明顯的屈服點(diǎn)，并且荷載隨著位移的增加一直上升，直到臨近破壞時(shí)才有下降。

4.2 強(qiáng)度及變形

3個(gè)試件的峰值強(qiáng)度見表2。從表2可見：各試件向下加載的峰值強(qiáng)度相差不大，說明在本試驗(yàn)中，向下加載時(shí)，下部配筋的強(qiáng)度對節(jié)點(diǎn)承載力影響不大，下部受壓時(shí)混凝土起主要作用，向上加載時(shí)，預(yù)制試件YZ1和YZ2的鋼絞線受拉力，峰值承載力相對于現(xiàn)澆試件XJ1分別提高84.9%和92.9%。

延性系數(shù)是反映節(jié)點(diǎn)屈服后變形能力的重要指標(biāo)，用極限位移和屈服位移之比來表示。根據(jù)試驗(yàn)獲得的骨架曲線，由于向上加載的骨架曲線斜率變化不明顯，故統(tǒng)一由等面積法來確定試驗(yàn)的屈服位移[10]，同時(shí)定義荷載下降到峰值荷載的85%時(shí)試件破壞，對應(yīng)的位移為極限位移，相關(guān)參數(shù)見表2。由表2可知：現(xiàn)澆試件XJ1上下2個(gè)方向的延性均達(dá)到4.17，表現(xiàn)出良好的延性；預(yù)制試件向下的延性系數(shù)比現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)略大，但通過等面積法獲得的預(yù)制試件向上的屈服位移較大，預(yù)制試件向上的延性系數(shù)較小。

基于性能的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則要求鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)達(dá)到生命安全(LS)的抗震性能水平時(shí)，層間位移角必須大于2%，達(dá)到避免倒塌(CP)的性能水平時(shí)，層間位移角必須大于4%[16]。本試驗(yàn)破壞時(shí)的位移角通過極限位移除以加載測量點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)中心的距離來計(jì)算，相關(guān)結(jié)果見表2。從表2可以看到：所有試件上下2個(gè)方向的極限位移角均達(dá)到了生命安全(LS)的性能水平，而預(yù)制試件YZ1的極限位移角達(dá)到了避免倒塌(CP)的性能標(biāo)準(zhǔn)，說明該新型節(jié)點(diǎn)的極限變形能力良好，能夠用于高地震烈度地區(qū)。

表2 峰值強(qiáng)度及變形能力參數(shù)

4.3 剛度退化

剛度退化反映了結(jié)構(gòu)在反復(fù)荷載作用下的累計(jì)損傷，是結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析的重要指標(biāo)之一。試件的剛度用割線剛度來表示[17]，結(jié)果見圖6(a)。由圖6(a)可以看出：3個(gè)試件的剛度曲線總體趨勢一致，均是在彈性階段，剛度退化較快；進(jìn)入屈服以后，剛度退化隨著位移的增加變小，最終趨于平緩。預(yù)制梁與預(yù)制柱之間存在著新老混凝土結(jié)合面，預(yù)制試件YZ1和YZ2的初始剛度比現(xiàn)澆試件XJ1的初始剛度低；而進(jìn)入屈服階段后，預(yù)制節(jié)點(diǎn)YZ1和YZ2的剛度大于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)XJ1。

為比較不同試件的剛度退化程度，將割線剛度除以試件初始剛度，進(jìn)行量綱一化處理，結(jié)果如圖6(b)所示。由圖6(b)可見：隨著試驗(yàn)加載的進(jìn)行，普通鋼筋開始屈服，現(xiàn)澆構(gòu)件XJ1剛度下降速度較快，幅度較大，最終破壞時(shí)，剛度僅為初始值的5.7%。而由于預(yù)制梁端鍵槽段的箍筋加密，且鋼絞線無明顯屈服臺(tái)階，預(yù)制試件YZ1和YZ2剛度退化情況相對于現(xiàn)澆試件較小，破壞時(shí)剛度分別為初始值的12.1%和6.8%。

(a) 剛度退化曲線；(b) 規(guī)格化剛度退化曲線

4.4 耗能能力

構(gòu)件良好的耗能能力能夠吸收地震輸入能量，起到減輕結(jié)構(gòu)其他單元破壞的作用。耗能能力以累積耗能和等效黏滯阻尼系數(shù)進(jìn)行對比研究。滯回曲線中1次循環(huán)所包圍的面積代表試件1次加載循環(huán)內(nèi)滯回耗能，根據(jù)滯回曲線可以計(jì)算出各試件在低周反復(fù)荷載下的累積耗能。等效黏滯系數(shù)是滯回曲線1周所耗散的能量與假想的彈性直線在達(dá)到相同位移時(shí)所包圍的面積之商乘以系數(shù)1/(2π)(其中，π為圓周率)，同條件下的等效黏滯阻尼系數(shù)較大，耗能能力也愈好。3個(gè)試件的累計(jì)耗能和等效黏滯系數(shù)見圖7，從第4循環(huán)開始，進(jìn)入位移控制加載階段。

結(jié)果表明：在加載前期，現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的耗能較預(yù)制節(jié)點(diǎn)均較大，說明相對于預(yù)制節(jié)點(diǎn)，配置普通鋼筋且整體性較強(qiáng)的現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)構(gòu)件XJ1的耗能能力較強(qiáng)；在加載后期，YZ1和YZ2節(jié)點(diǎn)的耗能上升趨勢較快，接近破壞時(shí)，總體累積耗能值甚至超過現(xiàn)澆構(gòu)件，說明YZ1和YZ2節(jié)點(diǎn)在地震中接近極限狀態(tài)時(shí)，消耗的能量有較大提高。

現(xiàn)澆構(gòu)件XJ1等效黏滯系數(shù)總體均大于預(yù)制節(jié)點(diǎn)，有較強(qiáng)的耗能能力。預(yù)制節(jié)點(diǎn)等效黏滯阻尼系數(shù)總體呈現(xiàn)階梯上升的趨勢，即滯回曲線越來越飽滿，耗能能力隨著位移的增加而增強(qiáng)。13次循環(huán)后，節(jié)點(diǎn)臨近破壞，YZ1和YZ2節(jié)點(diǎn)等效黏滯阻尼系數(shù)有較大提升，說明YZ1和YZ2構(gòu)件在臨近破壞時(shí)，其耗能能力有較大增強(qiáng)。

以上說明，雖然預(yù)制構(gòu)件單周耗能能力相較于現(xiàn)澆構(gòu)件較弱，但預(yù)制構(gòu)件強(qiáng)度的提高使得滯回曲線包圍的面積等于甚至超過現(xiàn)澆構(gòu)件，從而耗散能量等于或者超過了現(xiàn)澆構(gòu)件的消耗能耗，有效起到了耗散地震能量來保護(hù)結(jié)構(gòu)其他單元的作用。

(a) 試件累積耗能；(b) 等效黏滯阻尼系數(shù)

5 結(jié)論

1) 鋼絞線錨入式新型預(yù)制混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)采用端部帶壓花錨的鋼絞線錨入節(jié)點(diǎn)，再后澆混凝土的形式形成整體。鋼絞線具有柔軟靈活性，降低了建造難度，縮短了工期，減少了造價(jià)，具有廣闊的應(yīng)用 前景。

2) 鋼絞線錨入式新型預(yù)制混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相比，具有基本相當(dāng)?shù)目拐鹦阅?，其剛度、滯回耗能、等效黏滯阻尼系?shù)在加載中前期相對現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)略低，而在加載后期，預(yù)制構(gòu)件上述指標(biāo)相對于現(xiàn)澆構(gòu)件均有較大提高，甚至超過現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，就強(qiáng)度而言，預(yù)制節(jié)點(diǎn)向上加載的極限荷載比現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)有非常大的提高，說明預(yù)制節(jié)點(diǎn)有著較大的安全儲(chǔ)備。

3) 就變形能力而言，新型預(yù)制節(jié)點(diǎn)的極限位移角達(dá)到了避免倒塌(CP)的性能水平，說明該新型節(jié)點(diǎn)的極限變形能力良好，能夠用于高地震烈度地區(qū)。但就延性系數(shù)而言，根據(jù)等面積法確定的預(yù)制節(jié)點(diǎn)屈服位移大于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，且差別較大，以此計(jì)算得到的預(yù)制節(jié)點(diǎn)位移延性系數(shù)比現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的低。

4) 通過預(yù)制試件YZ1和YZ2之間的破壞形態(tài)和試驗(yàn)結(jié)果對比可知，預(yù)制梁下部架立筋局部無黏結(jié)段意義不大，未能達(dá)到設(shè)想的效果，建議去除該構(gòu)造。

[1] 雎文靜. 預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)的連接方法概述[J]. 四川建材, 2011, 37(6): 38?39+41. JU Wenjing. The joint connections Summary of Precast concrete frame[J]. Sichuan Building Materials, 2011, 37(6): 38?39+41.

[2] 蔡小寧. 新型預(yù)應(yīng)力預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震能力及設(shè)計(jì)方法研究[D]. 南京: 東南大學(xué)土木工程學(xué)院, 2012: 1?155. CAI Xiaoning. Study on seismic capacity and design method of prestressed precast concrete frame[D]. Nanjing: Southeast University. School of Civil Engineering, 2012: 1?155.

[3] BULL D K, PARK R. Seismic resistance of frames incorporating precast prestressed concrete beam shells[J]. PCI Journal, 1986, 31(4): 54?93.

[4] LOO Y C, YAO B Z. Static and repeated load tests on precast concrete beam-to-column connections[J]. PCI Journal, 1995, 40(2): 106?115.

[5] IM H J, PARK H G, EOM T S. Cyclic loading test for reinforced-concrete-emulated beam-column connection of precast concrete moment frame[J]. ACI Structural Journal, 2013, 110(1): 115?125.

[6] ERTAS O, OZDEN S, OZTURAN T. Ductile connections in precast concrete moment resisting frames[J]. PCI Journal, 2006, 51(3): 66?76.

[7] PARASTESH H, HAJIRASOULIHA I, RAMEZANI R. A new ductile moment-resisting connection for precast concrete frames in seismic regions: an experimental investigation[J]. Engineering Structures, 2014, 70: 144?157.

[8] 朱洪進(jìn). 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土裝配整體式框架結(jié)構(gòu)(世構(gòu)體系)節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究[D]. 東南大學(xué)土木工程學(xué)院, 2006: 1?77. ZHU Hongjin. Seismic research by experimental for the joint of frame structures comprised of precast prestressed concrete components (scope system)[D]. Nanjing: Southeast University. School of Civil Engineering, 2006: 1?77.

[9] 薛偉辰, 楊新磊, 王蘊(yùn), 等. 現(xiàn)澆柱疊合梁框架節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào), 2008, 29(6): 9?17. XUE Weichen, YANG Xinlei, WANG Yun, et al. Experimental study on seismic behavior of different type of frame connections with composite beams and cast-in-place columns[J]. Journal of Building Structures, 2008, 29(6): 9?17.

[10] 劉炯. 新型預(yù)制鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能測試與研究[J]. 特種結(jié)構(gòu), 2009, 26(1): 16?20. LIU Jiong. Seismic test and research of new precast concrete beam-to-column[J]. Special Structures,2009, 26(1): 16?20.

[11] 閆維明, 王文明, 陳適才, 等. 裝配式預(yù)制混凝土梁?柱?疊合板邊節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 土木工程學(xué)報(bào), 2010, 43(12): 56?61. YAN Weimin, WANG Wenming, CHEN Shicai, et al. Experimental study of the seismic behavior of precast concrete layered slab and beam to column exterior joints[J]. China Civil Engineering Journal, 2010, 43(12): 56?61.

[12] 劉亞非. 世構(gòu)體系:預(yù)制裝配化的成功實(shí)踐[J]. 建筑, 2013(15): 12?14. LIU Yafei. SCOPE: Successful application of precast concrete[J]. Architectures, 2013(15): 12?14.

[13] 尹衍樑, 詹耀裕, 黃綢輝, 等. 臺(tái)灣地區(qū)潤泰預(yù)制結(jié)構(gòu)施工體系介紹[J]. 混凝土世界, 2012(37): 42?52. YIN Yanliang, ZHAN Yaoyu, HUANG Chouhui et al. Introduction of Ruentex precast concrete construction in Taiwan Region[J]. China Concrete, 2012(37): 42?52.

[14] 王莉莉. 新型預(yù)制PC梁裝配整體式框架節(jié)點(diǎn)相關(guān)技術(shù)研究[D]. 東南大學(xué)土木工程學(xué)院, 2012: 1?93. WANG Lili. Investigation of Innovative Concrete Frame Joint Assembled with Precast Prestressed Concrete Bearn[D]. Nanjing: Southeast University. School of Civil Engineering, 2012: 1?93.

[15] 鹿島建設(shè)(沈陽)技術(shù)咨詢有限公司. 為施工單位引進(jìn)PCa技術(shù)的業(yè)績[EB/OL]. [2013?11?10]. http://www.kajima-shenyang. com/sy.html Kajima technical consulting and construction company. Achievement of PCa technology imported by construction companies[EB/OL]. [2013?11?10]. http://www.kajima-shenyang. com/sy.html

[16] ASCE 41—06, Seismic rehabilitation of existing buildings [S].

[17] JGJ101—96, 建筑抗震試驗(yàn)方法規(guī)程[S]. JGJ101—96, Specification of testing methods for earthquake resistant building[S].

(編輯 陳愛華)

Seismic performance of a new beam-to-column joint of anchored prestressing strands in precast concrete structures

GUAN Dongzhi, GUO Zhengxing

(School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China)

A new precast beam-to-column joint with anchored prestressing strands was developed to solve the problem that manufacture and installation of conventionally emulative precast beam-to-column connections required high carefulness. Three full-scale cruciform specimens were tested under reversal cyclic loading to study their seismic performance including a monolithic reference specimen. The experimental results show that the proposed precast specimen has similar seismic resistance to the monolithic specimen. The stiffness, dissipated energy and equivalent viscous ratio of precast specimens are lower in the early stage of loading than those of the monolithic specimen, but they achieve higher level at later stage. Deformability capacity of the proposed connection can satisfy the collapse prevention level. The detail of a certain debonded length of the two bottom deformed bars in a precast beam makes little difference.

precast concrete; frame; joint; seismic; prestressed concrete

10.11817/j.issn.1672?7207.2017.02.030

TU375.4

A

1672?7207(2017)02?0498?08

2016?08?16；

2016?11?25

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFC0701703)(Project(2016YFC0701703) supported by the National Key Research and Development Program of China)

郭正興，教授，博士生導(dǎo)師，從事混凝土結(jié)構(gòu)、大跨空間預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及施工等研究；E-mail：guozx195608@126.com