箱式暗钢托座装配式梁柱节点抗震性能试验研究（2）

4?试验结果与分析

4.1?破坏形式

现浇节点的破坏形式如图5所示。由裂缝发展过程可知，加载到位移角0.1%（±2.05 mm）时，梁上首先出现了一批细小裂缝，主要集中在靠近柱的一侧。随着位移角的增大，裂缝进一步增加，已有裂缝也增长、增宽。当加载到位移角0.75%（±15.375?mm）时，少量新裂缝出现，已有正负向裂缝延展并开始交汇。随着荷载继续增加，梁体距柱侧100?mm附近混凝土损伤并有碎屑掉落。随后，距柱侧300?mm附近也出现混凝土剥落的情况。加载位移角为4%时，梁顶与梁底距柱侧100?mm处的混凝土被压碎，节点荷载较其峰值荷载降低超过15%，于是试验终止，此时尚未见柱裂缝出现。

   

图5?RC1破坏模式

图6则是装配式节点加载结束时的开裂情况。当位移角达到0.3%时，可以梁混凝土上观察到少量微裂缝。随着加载的持续，裂缝逐步增多并延展。相较于正向加载，负向加载产生的裂缝更多。当位移角达到0.75%（±15.375?mm）时，梁端凸型预埋件的下端与混凝土的界面轻微张开，裂缝缓慢延展。当位移角增至 1.5%（±30.75?mm）时，暗钢托座与预制梁之间发生相对位移，梁端凸型预埋件的下部出现了轻微变形，梁跨中附近的正负向裂缝几乎贯通。当位移角达到2.5%（±51.25?mm）时，梁底预埋板变形显著，梁底混凝土压碎，同时柱预埋件附近的混凝土出现裂缝，节点承载力显著下降，试验终止。

   

图6?PC1破坏模式

4.2?荷载–位移曲线

图7显示了两组节点的荷载–位移曲线，定义向下加载为正荷载，向上加载为负荷载。

   

（a）

   

（b）

图7?滞回曲线

（a）RC1的滞回曲线；（b）PC1的滞回曲线

图7（a）为现浇节点的滞回曲线，屈服前滞回曲线近似直线，屈服后随着加载位移的增大，滞回曲线所包络的面积逐渐增大，并显示出的捏缩效应。同一级位移荷载下，第2次循环的最大反力明显小于第1 次循环，表明节点损伤在累积。

图7（b）为装配式节点的滞回曲线。此曲线在正负向上的表现不对称，负向承载力高于正向承载力，这是由梁顶连接件与暗钢托座尺寸与连接的差异所致。当位移荷载较小时，滞回曲线包络面积较小，且略有滑移的迹象，这可能是由装配连接难以避免的界面缝隙所致，节点变形主要源于螺栓和连接件变形，而梁混凝土则近似刚体转动。随着位移荷载的增加，滞回曲线所包络的面积逐渐增大。节点的正向峰值荷载较设计值高出 37.3%，而负向峰值荷载则超出设计 值 80.4%。

4.3?骨架曲线与刚度退化曲线

图8（a）显示了装配式节点骨架曲线与现浇节点的对比。装配式节点的正向峰值荷载与现浇节点相差较小，但其负向峰值荷载比现浇节点高28%。此外，装配式节点在达到最大荷载值时的位移角小于现浇节点。PC1的正向屈服荷载与RC1接近，负向屈服荷载是RC1的1.39倍。PC1 的正负向屈服位移均大于现浇节点。每一级位移荷载的割线刚度取滞回曲线正负向割线刚度的平均值，获得刚度退化如图8（b）所示。装配式节点在加载刚开始时（5 mm 内）出现较大的刚度退化，并非因为预制梁混凝土的严重开裂，而是因为螺栓杆与螺栓孔之间产生了相对滑移，并且这种滑移在加载位移5mm以后不再继续增加。此外，钢板与螺栓间缝隙的张开也是导致刚度下降的重要因素。待此类刚度退化效应趋于稳定后，曲线显示退化速率逐渐减缓。后续的刚度退化主要由混凝土裂缝的扩展所致。当位移角荷载超过1%后，装配式节点与现浇节点的刚度变化趋于一致。

   

（a）

   

（b）

图8?骨架曲线和刚度退化曲线

（a）骨架曲线对比；（b）PJ的滞回曲线

5?结论

本研究提出了一种适用的干式装配式节点，该节点装拆快捷，施工现场无需辅助支撑，极大地减少了户外作业规模，实现了建筑的震后功能可恢复。并制作了一组干式装配式节点模型和一组现浇梁柱节点模型，并开展了拟静力试验。通过对试验现象观察，及 对滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线和耗能曲线对比分析，评估了该干式节点抗震性能。结论如下。

（1）装配式节点在初始开裂时的位移略大于现浇节点。在进入节点失效阶段前，装配式节点的梁体裂缝数量较少，且主要分布在连接件周围。节点进入失效状态后，现浇节点的梁体混凝土受到严重破坏，形成了明显的塑性铰。而在装配式节点中，混凝土受损程度较低，主要以预埋件和连接件的塑性变形为主，预制构件完整性较好。

（2）装配式节点的位移–荷载曲线呈现较为窄扁的形态，消耗能量相对较少，且其正负向曲线不对称。PC1的正向峰值荷载与RC1相当，但负向峰值荷载则明显高于 RC1。此外，无论是正向还是负向，装配式节点的承载能力均超过规范中同尺寸现浇节点的抗弯设计标准。

（3）相比现浇节点，装配式节点的屈服位移更大，但其峰值荷载出现时的位移和极限位移均小于现浇节点。计算结果表明，该新型装配式节点的延性约为现浇节点的30%；在初始刚度方面，装配式节点约为现浇节点的60%；当位移荷载超过1%时，两者的刚度逐渐接近。

综上所述，本研究提出的箱式暗钢托座装配式梁柱节点装拆性能便捷，在承载能力上接近同尺寸现浇节点。初始刚度较低，但屈服后刚度与现浇节点接近。节点失效时，装配式节点梁体上的裂缝较少、较短、较窄，一部分损伤集中在上连接件和暗钢托座上，便于拆卸更换。其不足之处是，该节点的耗能能力较差，但若将钢连接件按照消能器的思路进行设计，可增强节点整体耗能能力。

（本文已完结）