预应力混凝土宽扁梁框架节点抗震性能及设计方法研究

在预应力混凝土框架结构中，由于抗震设计中要求结构具有较好的延性，节点核心区需配置较多的水平箍筋，过份密集的箍筋以及梁柱纵筋造成了节点区的构造复杂，在后张法施工时预应力筋无法穿过节点核心区，设计时只有把预应力混凝土梁设计为梁宽大于柱宽的宽扁梁或梁端进行水平加腋，预应力筋在柱外通过节点。然而对于这类节点的抗震性能、破坏机理以及计算理论等方面仍不成熟。本课题研究预应力混凝土宽扁梁框架节点的基础理论，针对预应力筋穿过柱与否以及梁端水平加腋尺寸，研究预应力筋束布置对节点核心区受力性能的影响和破坏机理；研究节点的变形能力、耗能能力、延性和刚度退化等抗震性能；研究预应力混凝土节点的承载力及计算方法。这些问题的解决对完善预应力混凝土框架节点的设计理论和施工技术具有重要意义。

在预应力混凝土框架结构中，由于抗震设计中要求结构具有较好的延性，节点核心区需配置较多的水平箍筋，过份密集的箍筋以及梁柱纵筋造成了节点区的构造复杂，在后张法施工时预应力筋无法穿过节点核心区，设计时只有把预应力混凝土梁设计为梁宽大于柱宽的宽扁梁或梁端进行水平加腋，预应力筋在柱外通过节点。本课题进行了以下研究：.1)通过4个预应力混凝土宽扁梁框架节点在低周反复荷载作用下的试验研究，对预应力宽扁梁节点和普通宽扁梁节点在模拟地震作用下的破坏形态、滞回特性、特征荷载、延性以及耗能能力等抗震性能问题进行了对比分析。研究表明，预应力宽扁梁节点具有良好的延性和耗能能力,能够满足抗震设防要求；.2)预应力穿柱试件中有效预应力对节点区混凝土的约束作用有利于混凝土抗压强度的充分发挥，从而有利于提高节点的抗剪能力；.3)通过试验结果以及理论分析，对于预应力对节点抗剪能力的贡献，当预应力筋不穿过节点核心区时，这些有效预应力对提高节点的抗剪能力贡献不大，在设计中计算节点的抗剪强度时不应该将这些预应力的作用考虑进去，否则会过高估计节点的抗剪能力，只需考虑预应力筋穿过节点核心区的那部分有效预应力的影响；.4)通过试验以及理论分析结果，对预应力混凝土宽扁梁框架节点和水平加腋框架节点的抗震性能进行了综合评价，并参考国内外规范和相关的文献资料，对预应力混凝土宽扁梁框架节点设计提出了建议。