装配式建筑凭借自身施工高效、节能环保等优势,在新的历史时期,俨然成为建筑工业化转型的核心方向。梁柱节点作为传递荷载的关键部位,其受力变形特征与整体结构的抗震性能、安全性直接相关。基于此,研究装配式梁柱节点受力变形特征,具有积极的现实意义,可为节点设计提供理论支撑。
一、变形机制复杂化
变形机制复杂化特征主要表现为装配式节点因连接构造存在差异性,呈现出滑移效应、非对称变形,与现浇节点的整体变形存在显著区别。
滑移效应中,干式连接节点会在低荷载阶段,出现界面滑移的情况,滞回曲线呈现“Z”字形捏缩,所产生的螺栓缝隙,会在一定程度上降低初始刚度;全螺栓节点中,受到螺栓预紧力渐进松弛的影响,节点总转角的约 50% 源于界面滑移变形,增大位移延性系数。非对称变形中,箱式暗钢托座节点,在受到负向加载时,承载力会大幅度超出设计值,而在受到正向加载时,承载力超出幅度却相对较小,究其主要原因,梁顶、梁底连接件尺寸存在差异性,使得双向变形呈现不对称特征。
二、抗震性能差异化
抗震性能差异化特征主要表现为连接形式对耗能能力、延性产生影响,各类节点性能表现悬殊。
Z 字形钢 - 混凝土拼接节点,抗震性能指标表现为,累积耗能可达现浇节点的 1.75 倍;暗牛腿栓接节点抗震性能指标表现为,延性系数 3.78,等效粘滞阻尼系数 0.45;自复位节点抗震性能指标表现为,塑性转角超过 0.04 rad,震后复位率大于 90%。这种抗震性能的差异化,意味着装配式梁柱节点在抗震设计中,应当结合具体构造开展精细化评估工作。
三、损伤模式局部化
损伤模式局部化特征主要表现为损伤集中于钢——混界面、连接薄弱区,局部破坏特征显著。
从界面剥离破坏方面来看,方钢管连接节点中,若梁端预埋 H 型钢和混凝土交界面产生剪切裂缝,则会导致粘结失效。从局部压溃与撕裂方面来看,箱式暗钢托座节点中,若梁底预埋板发生变形,极易出现混凝土压碎现象;狗骨式连接节点中,即便梁翼缘削弱处出现撕裂,节点整体延性也不会受到影响。
本文对装配式梁柱节点受力变形特征进行了系统性分析,涵盖变形机制复杂化、抗震性能差异化、损伤模式局部化三方面,为节点设计工作的高质量开展提供有力理论支撑。未来,应重点深化界面协同工作机理研究、研发高性能连接构造,持续强化相关研究,进而提升节点刚度、延性、耗能能力,并有力推动装配式结构向更高效、更具韧性的方向发展。
(作者杨海燕系烟台工程职业技术学院副教授)
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