预制混凝土梁到梁,梁到柱失效

预制混凝土梁到梁,梁到柱失效
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预制混凝土有其自身的优点,使复杂结构的施工非常容易。现场快速施工,

易于质量控制,减少或可忽略对天气因素的依赖是预制混凝土的一些优点。然而,预制连接的失败是一个容易受到地震威胁的地区值得关注的问题。在第四区,如日本和喜马拉雅地区,预制混凝土构件在地震中表现不佳。1988年亚美尼亚斯皮塔克地震、1994年北岭地震、2008年中国汶川地震和1995年神户地震破坏了预制混凝土作为最安全建筑产品之一的声誉。

图片参考:预制梁,维基

预制混凝土结构的地震破坏

在美国的许多州,建筑物的抗震设计都是强制性的。即使在其他区域3及以上的国家,抗震设计也已成为建筑工作的一部分。地震作用下,预制混凝土构件承受单向和双向循环荷载,导致柱梁破坏。预制混凝土梁具有连接、接头和环,在突然的地震荷载作用下,这些连接、接头和环的损伤最大,因为它们不允许结构作为单个单元表现,因此它们在柱和接头处失效。

地震荷载作用下,预制节点内部产生拉应变场,导致梁发生旋转。一旦梁旋转发展,结构成员不停留在他们的实际位置和破坏发生。但是,如果能将梁的转动减小到最小,预制梁的结构破坏就不会发生。在梁与柱的破坏中,高的接头应力产生导致结构破坏。在梁的固定端附近形成塑性铰,导致混凝土压碎和纵杆断裂,从而再次破坏结构。

美国人一直在与日本人合作,为预制混凝土梁柱连接、预制混凝土梁和其他预制混凝土结构制定安全可靠的抗震设计指南。该项目始于1988年,如今经历了两个发展和完善阶段。预制混凝土抗震结构系统(新闻),在美国、日本和许多其他国家的地震多发地区使用。

地震中预制混凝土结构失效的预防

地震无法预测,本质上是灾难性的。2011年,超过1.5万人死于日本地震,尽管日本人的建筑设计是针对地震荷载的。将破坏降到最低的最好方法是设计抗震荷载,并在将预制结构放入实际结构单元之前进行测试。以下是预制混凝土梁柱安全设计的几个方面。

  • 预制混凝土构件的耗能特性在控制或治理结构破坏中起着重要作用。通过将预制构件与预应力股连接,并将后张筋移至梁的中心位置,可以改善预制构件的耗能特性。
  • u型股,轻质骨料和无灌浆股有助于提高预制混凝土结构的稳定性。
  • 箍提供了结构的连续性,但箍腿经常导致过早的弯曲灵活性,导致结构失效。箍必须有足够的刚性和强度,以避免在突然变化的循环载荷下发生塑性行为。
  • 刚度、强度和延性是预制混凝土构件在建筑工程中使用前必须进行测试的其他主要方面。
  • 使用纤维增强,高性能的能量吸收接头是强烈建议新闻因为他们会检查在循环加载过程中耗散的能量。
  • 使用预制混凝土的抗震框架是可取的,因为它增加了系统的延展性,比现浇系统好得多。
  • 对剪力箍和预制混凝土板表面进行粗化处理是保证组合作用的有效措施。
  • 内部连接、外部连接和t型连接与膝盖连接相比效果更好。在循环荷载作用下,膝型连接的抗震性能容易发生快速破坏。

强烈地震具有破坏性,其造成的破坏只能控制,而不能消除。损伤最小化是指将结构损伤转化为结构的建筑损伤和机械损伤。抗震设计有助于实现这一目标。以下是预制混凝土框架抗震设计的主要方面。

  1. 通过提供韧性连接,使结构能够承受较大的变形,从而避免旋转损伤。
  2. 经常检查支撑构件的偏斜,以避免对建筑造成损坏。
  3. 消除非支撑构件的耦合力,从而避免结构的大变形。

参考文献

梁柱连接的性能,https://www.iitk.ac.in/nicee/wcee/article/1543.pdf

预制混凝土框架梁柱连接抗震试验,Pci.org

祭司蔡益超主编,美国预制抗震结构体系的现状(新闻)项目https://fire.nist.gov/bfrlpubs/build94/PDF/b94069.pdf