UHPC连接的装配式混凝土框架抗震性能试验研究及参数分析

陈刚; 聂鑫鑫; 郑七振; 陈威钢; 江海洋

doi:10.3724/j.gyjzG22122506

UHPC连接的装配式混凝土框架抗震性能试验研究及参数分析

doi: 10.3724/j.gyjzG22122506

陈刚¹,
聂鑫鑫^1, ,,
郑七振¹,
陈威钢^1,2,
江海洋^1,3

1. 上海理工大学环境与建筑学院, 上海 200093;
2. 上海漕宜置业有限公司, 上海 201400;
3. 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司, 上海 200092

基金项目:

上海市“科技创新行动计划”社会发展科技攻关项目（21DZ1202807）。

详细信息

作者简介:
陈刚，实验师，主要从事超高性能混凝土研究，chengang@usst.edu.cn。

通讯作者:
聂鑫鑫，硕士研究生，主要从事超高性能混凝土研究，nxx1912540638@163.com。

计量
- 文章访问数: 63
- HTML全文浏览量: 14
- PDF下载量: 1
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2022-12-25
- 网络出版日期: 2025-09-12

Experimental Research and Parametric Analysis on Seismic Behavior of Prefabricated Concrete Frames Connected with UHPC

1. College of Environment and Architecture, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China;
2. Shanghai Caoyi Real Estate Co., Shanghai 201400, China;
3. Tongji Architectural Design (Group) Co., Ltd., Shanghai 200092, China

摘要

摘要: 提出了一种“梁柱预制，节点预制，构件后浇UHPC连接”的新型装配式框架结构形式，设计了一榀预制装配式框架和一榀现浇框架，并对其依次开展拟静力试验，研究结构的抗震性能。结果表明：新型装配式框架的整体抗震性能达到等同现浇的要求。然后利用有限元软件建立预制框架模型，数值模拟结果与试验结果进行比较，混凝土破坏形态相似，屈服荷载和最大承载力相差不大，耗能能力接近，滞回曲线和骨架曲线吻合度较高。在此基础上，分别研究了预制框架模型梁纵筋配筋率、柱轴压比和混凝土强度对新型装配式框架抗震性能的影响。结果表明：随着梁纵筋配筋率的增大，承载力显著提高，耗能能力有所降低，位移延性呈现先增大后减小的趋势，配筋率为1.3%时位移延性达到最大值；柱子轴压比在0.75以内变化时，随着轴压比的增大，预制框架承载力变化不大，保持在一个较高的水平，但延性和耗能能力降低；随着混凝土强度的提高，预制框架承载力增大，结构延性降低，当混凝土等级超过C50后，预制框架的承载力不再提高。
- 装配式混凝土框架 /
- UHPC /
- 抗震性能 /
- 有限元参数分析 /
- 破坏模式
Abstract: A novel prefabricated frame structure system was proposed， featuring "prefabricated beams and columns， prefabricated joints， and post-cast UHPC connections". A prefabricated frame and a cast-in-place frame were designed， and quasi-static tests were sequentially conducted to investigate their seismic performance. The test results showed that the overall seismic performance of the new prefabricated frame was equivalent to that of the cast-in-place one. Subsequently， a prefabricated frame model was established using finite element software. The numerical simulation results exhibited good agreement with the test results： the concrete damage patterns were similar， the yield load and maximum bearing capacity showed minor deviations， the energy dissipation capacity was comparable， and the hysteresis curves as well as the skeleton curves demonstrated high consistency. On this basis， the effects of beam longitudinal reinforcement ratio， column axial compression ratio， and concrete strength on the seismic performance of the novel prefabricated frame were investigated individually.The parametric analysis results showed that with the increase of longitudinal reinforcement rate of the beam， the bearing capacity increased significantly， while the energy dissipation capacity decreased。 The displacement ductility showed a trend of increasing first and then decreasing， the displacement ductility reached the maximum when the reinforcement ratio was 1.3%. The column axial compression ratio was varied within 0.75， with the increase of axial compression ratio， the bearing capacity of the prefabricated frame showed minimal change and remained at a high level， but its ductility and energy dissipation capacity decreased. With the increase of concrete strength， the bearing capacity of the prefabricated frame increased， while the structural ductility decreased. However， when the concrete grade exceeded C50， the bearing capacity of the prefabricated frame could not be improved further.
- prefabricated concrete frame /
- UHPC /
- seismic performance /
- finite element parametric analysis /
- failure mode

HTML全文

参考文献(17)

[1]	吴刚，冯德成. 装配式混凝土框架节点基本性能研究进展［J］. 建筑结构学报，2018，39（2）:1-16.
[2]	邢国华，王志萌，秦拥军，等. 新型装配式混凝土框架节点抗震性能试验研究［J］. 土木工程学报，2023，56（2）:23-33.
[3]	管东芝. 梁端底筋锚入式预制梁柱连接节点抗震性能研究［D］. 南京:东南大学，2017．
[4]	HA S S，KIM S H，LEE M S，et al. Performance evaluation of semi precast concrete beam-column connections with U-shaped strands［J］. Advances in Structural Engineering，2014，17（11）:1585-1600.
[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]	HOSSEIN P，IMAN H，REZA R. A new ductile moment-resisting connection for precast concrete frames in seismic regions:an experimental investigation-ScienceDirect［J］. Engineering Structures，2014，70（9）:144-157.
[7]	冯军骁，郑七振，龙莉波，等. 超高性能混凝土连接的预制梁受弯性能试验研究［J］. 工业建筑，2017，47（8）:59-65.
[8]	李鹏，郑七振，龙莉波，等. 钢筋埋长对超高性能混凝土与钢筋黏结性能的影响［J］. 建筑施工，2016，38（12）:1722-1723.
[9]	陈刚，郑七振，谢思昱，等. 一种新型装配式框架边节点抗震性能试验研究［J］. 上海理工大学学报，2022，44（6）:568-574.
[10]	彭超凡，郑七振，龙莉波，等. 以UHPC材料连接的预制柱抗震性能试验研究［J］. 建筑施工，2016，38（12）:1711-1713.
[11]	郑七振，陈威钢，龙莉波，等. UHPC连接的节点预制-构件预制装配式框架抗震性能试验研究［J］. 上海理工大学学报，2019，41（6）:584-590.
[12]	刘剑，薛彦涛，王翠坤，等. 钢-混凝土预制梁连接区段抗震性能试验研究［J］. 建筑结构学报，2021，42（3）:50-62.
[13]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑抗震设计规范:GB 50011—2010［S］. 北京:中国建筑工业出版社，2010.
[14]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑抗震试验规程:JGJ/T 101—2015［S］. 北京:中国建筑工业出版社，2015.
[15]	张富文，李向民，王卓琳，等. 纤维增强水泥基复合材料加固震损RC框架抗震性能试验研究［J］. 建筑结构学报，2017，38（6）:61-69.
[16]	LEE S H，ABOLMAALI A，SHIN K J，et al. ABAQUS modeling for post-tensioned concrete beams［J］. Journal of Building Engineering，2020，30，101273.
[17]	聂建国，王宇航. ABAQUS中混凝土本构模型用于模拟结构静力行为的比较研究［J］. 工程力学，2013，30（4）:59-67.