A new type of precast steel reinforced concrete (PSRC) frame would be developed in this project. The PSRC frame consists of precast steel reinforced concrete beams, columns and cast-in-place concrete connections. Compared with the precast concrete frames, the PSRC frames behave in better seismic performance, fire-resistance performance and durability performance, provide the advantages of large internal space, less consuming of template and high-efficiency of construction, and are suitable for the construction of public buildings. Cyclic loading tests of large-scaled models, full range nonlinear analysis and design theoretical studies would conducted in this project, which aims to investigate the seismic performance of the PSRC frame in terms of damage and failure mechanism, optimal failure mode, restoring-force model, mechanical model with considering the stiffness and capacity degradation of connections. In addition, the structural performance indices and corresponding design limit values based on the principle of "repairable under moderate level of earthquake" will be studied. The achievements of this project could provide scientific verifications and rudimental data for applications of the construction of public buildings and the complication of technical codes for this new type PSRC frames.
本项目拟开发一种新型预制型钢混凝土框架结构。该结构由预制型钢混凝土框架梁、柱和现浇节点组成,预制型钢混凝土梁、柱通过钢结构装配技术实现快速拼装。与预制钢筋混凝土框架结构相比,该结构预制装配化程度高,抗震性能、抗火性能和耐久性能好,可实现较大跨度,室内空间布置灵活,大量节省模板与支撑,可多层连续施工,大幅缩短工期,尤其适用于公共建筑。本项目拟通过低周反复荷载试验、抗震全过程分析和设计理论研究,对预制型钢混凝土框架结构的抗震性能、失效机制、最优破坏模式、恢复力模型、框架节点刚度与承载力的折减模型等开展深入的研究,提出基于“中震可修”的结构性能指标及其设计限值。本项目的研究成果将为预制型钢混凝土框架结构的推广与应用以及有关技术规范的编制提供科学依据和基础数据。
本项目研发了一种新型预制型钢混凝土框架结构体系,该结构体系由预制型钢混凝土柱、预制型钢混凝土梁、现浇节点核心区和混凝土叠合楼板组成。该结构采用钢结构装配技术,通过型钢螺栓连接实现预制构件快速拼装,既提高了预制构件连接的可靠性,也大幅降低了因预制构件连接失效而导致结构发生连续倒塌的风险。.完成了框架节点足尺模型以及框架结构大尺度模型的低周反复荷载试验,结果表明:此类预制型钢混凝土框架结构实现了“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的抗震设计要求,其破坏形态与破坏机制、承载力、延性、耗能能力与刚度退化规律等于现浇对比试件基本一致,此类预制型钢混凝土框架结构具有与现浇型钢混凝土框架结构相近的抗震性能,可采用相同的方法进行设计。在此基础上,结合有限元参数分析,从层间位移角、残余变形、刚度退化和破损度等性能参数着手,对预制型钢混凝土框架结构基于“中震可修”的结构性能指标及其设计限值进行初步探讨。.在此基础上,探索性的开展了预制混凝土框架结构耗能型钢连接抗震性能研究,通过低周反复荷载试验验证了该连接系统的合理性,通过非线性有限元参数分析揭示了关键参数对该耗能型钢连接系统抗震性能的影响规律。.本项目的研究成果将为预制型钢混凝土框架结构的推广应用以及相关技术标准的编制提供基础。
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数据更新时间:2023-05-31
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