關(guān)鍵詞：裝配式節(jié)點(diǎn)；全螺栓連接；滯回試驗(yàn)；抗震性能；破壞機(jī)理 中圖分類號(hào)：TU375.4；TU352.11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202308040

Hysteresis performance and rotation modelling of sleeve-type fully-bolted prefabricated joints

WANG Zhenshan1，ZHU Jinpeng1，TIAN Penggang2，LU Junlong1，TIAN Jianbo1

（1.State Key Laboratory ofEco-hydraulics in Northwest Arid Region of China，Xi'an University of Technology，

Xi'an 7lOo48，China; 2.Shaanxi Construction Engineering Holding Group Science and Technology Innovation of Future City Co.，LTD.，Xi'an 71200O，China）

Abstract：InordertoacieverapidconstructionandreliableconectioofprecastRCframes，asleve-typefullboltedjointispro posed.Theendsof theprefabricatedcomponentsarereinforcedwithasteelleve-concretecombination.Highstrengthboltsare pre-builtinthslevearea，andtheprecastcomponentsrerapidlyinstalldusingaconnectionplate.Atotaloffourtestspeimens weredesignedfordiferentthicknessesofconnectingcoverplates.Thehorizontalhysteresis teststudyobtainedthedamagemode， load-displacementhysteresiscurve，ultimatebearingcapacity，ductilityandenergydissipatiocapacityoftis typeofjoint.There sults show that the new joint has a 43% higher ultimate load， 70% higher initial stiffness and nearly 5O% higher ductility than the cast-in-placejoint，andtheequivalentviscousdampigcoeficientisincreasedbyabouttwoimes，whichshowsbeterseisicper formance.Strananalysisrevealsthatthecoverplateatthejointsshowsa“stress increase”，buttheefectontheoverallperfor manceisnotapparent.Astheticknessoftheconnetionplateincreases，thesqueeingefectoftheseveontheconcreteinceas es.Therefore，aconectionstifessratioof1.6ismorereasonable.Finally，basedonthetestresults，atrifoldmomenttuingan gle model is established，and the calculated results agree with the test values.

Keywords： prefabricated joints;fullbolt connection;hysteretic test;seismic performance;destructionmechanism

裝配式建筑作為中國未來城鎮(zhèn)發(fā)展的重要方向已成為行業(yè)內(nèi)的共識(shí)[1]，合理的連接形式是影響裝配式建筑推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素。而混凝土框架結(jié)構(gòu)憑借其構(gòu)造簡單、空間布置靈活等優(yōu)勢，在中、低層建筑當(dāng)中廣泛應(yīng)用。作為裝配式RC框架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，節(jié)點(diǎn)連接直接影響著整體結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性、可施工性和經(jīng)濟(jì)性。目前，裝配式RC框架節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)大體分為濕式和干式連接。灌漿套筒和后澆混凝土作為一種較為成熟的濕式連接技術(shù)，通過研究發(fā)現(xiàn)：其與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)在承載力和變形能力大致相當(dāng)，滿足“等同現(xiàn)澆\"要求[2-3]。為了進(jìn)一步提升裝配式節(jié)點(diǎn)性能，GUAN等[4]、GOU等[5]、LEE等[6]提出了加強(qiáng)型后澆整體式節(jié)點(diǎn)，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)相比，其耗能能力更為突出。濕式連接雖可以滿足裝配節(jié)點(diǎn)整體性要求，但在施工速度上優(yōu)勢不明顯，且施工工藝較為繁瑣。為了減少現(xiàn)場施工作業(yè)，提高預(yù)制構(gòu)件的工業(yè)化程度，干式連接技術(shù)成為裝配式建筑的研究熱點(diǎn)[7-8]，其主要包括無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋、螺栓和焊接三種方式。潘鵬等[9通過設(shè)置無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋來提升節(jié)點(diǎn)的抗震性能，研究發(fā)現(xiàn)：破壞主要集中在梁柱接縫處，而核心區(qū)開裂較少，該節(jié)點(diǎn)具有較好的變形恢復(fù)能力。為了進(jìn)一步提高施工效率，一些學(xué)者將鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)合，利用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接轉(zhuǎn)換，并采用焊接或螺栓連接方式實(shí)現(xiàn)預(yù)制混凝土構(gòu)件的裝配。GIRGIN等[10]、程萬鵬等[1]通過在構(gòu)件端部預(yù)埋型鋼，采用焊接方式，完成梁柱節(jié)點(diǎn)連接，研究發(fā)現(xiàn)該連接形式抗震性能較現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)有一定提高，但存在焊接質(zhì)量不易保證的問題。耿方方等[12]、GHAYEB等[13]提出了螺栓連接的鋼板組合節(jié)點(diǎn)，通過研究發(fā)現(xiàn)：這種節(jié)點(diǎn)具有較好的變形能力，整體性能也能得到保證。HANSAPINYO等[14]提出了帶箱形端頭的預(yù)制混凝土柱-柱連接節(jié)點(diǎn)，研究發(fā)現(xiàn)：采用鋼箱轉(zhuǎn)換后有助于提高結(jié)構(gòu)柱耗能能力。綜上所述，通過組合結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，采用螺栓連接的裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是可行的，且在一定程度上可提升節(jié)點(diǎn)受力性能。對(duì)于此類節(jié)點(diǎn)，由于鋼材與混凝土性能差異巨大，如何解決兩種材料的協(xié)同工作問題，保證變形連續(xù)和應(yīng)力合理過渡是其核心[15-16]。

本文提出一種套筒式全螺栓連接節(jié)點(diǎn)（如圖1所示），RC構(gòu)件端部采用鋼-混凝土組合形式。利用鋼管約束作用，在構(gòu)件端部形成加強(qiáng)區(qū)，為預(yù)埋螺栓提供受力平臺(tái)；節(jié)點(diǎn)連接采用鋼蓋板形式，通過螺栓連接實(shí)現(xiàn)快速安裝；針對(duì)應(yīng)力過渡問題，采用箍筋加密形式。由于連接區(qū)的加強(qiáng)作用，混凝土梁塑性區(qū)發(fā)生外移，可提高整體結(jié)構(gòu)受力性能。本文針對(duì)套筒式全螺栓連接節(jié)點(diǎn)開展了水平滯回試驗(yàn)，獲得了該節(jié)點(diǎn)的破壞過程與失效模式，分析了連接區(qū)應(yīng)力分布規(guī)律，以及節(jié)點(diǎn)荷載-位移滯回性能、骨架曲線、剛度退化、延性以及耗能能力等。在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析了節(jié)點(diǎn)破壞機(jī)理，提出了三折線彎矩-轉(zhuǎn)角模型。

1 試驗(yàn)介紹

1. 1 試件設(shè)計(jì)

本文針對(duì)該節(jié)點(diǎn)，采用1：2縮尺模型設(shè)計(jì)4個(gè)試件，JD-1為鋼筋混凝土現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，JD-2至JD-4為套筒式全螺栓連接節(jié)點(diǎn)。梁、柱截面尺寸相同，分別為170mm×320mm，300mm×450mm ，具體如表1所示。混凝土等級(jí)為C30，保護(hù)層厚度為 12mm 。鋼筋等級(jí)為HRB4OO級(jí)，按照 1.5% 配筋率設(shè)計(jì)，縱筋直徑 16mm ，箍筋為 ±8@50/100 ，具體如圖2（a）所示。鋼套筒以及連接蓋板采用Q235B鋼材，套筒鋼板厚度為 5mm ，連接蓋板厚度如表1所示。前、后面套筒各預(yù)埋8個(gè)8.8級(jí)M18高強(qiáng)螺栓，上、下面套筒各預(yù)埋4個(gè)8.8級(jí)M20高強(qiáng)螺栓。試件澆筑前，用螺母將預(yù)埋螺栓擰緊在套筒壁上，避免螺栓在澆筑混凝土過程中產(chǎn)生松動(dòng)，影響連接板的安裝。柱端套筒設(shè)置 110mm 耳板且焊有栓釘，以加強(qiáng)套筒區(qū)與柱的整體性。套筒內(nèi)部布置12個(gè)栓釘，以提高整體性；其中，預(yù)制構(gòu)件鋼筋與套筒進(jìn)行焊接，以保證連接區(qū)內(nèi)力傳遞，具體形式如圖2（b）所示，試件加工及裝配流程如圖3所示。

1.2 材料性能

混凝土、鋼筋以及鋼材按照GB/T288.1—2010^[17] 和GB/T50081—2019[18]進(jìn)行材料性能試驗(yàn)，測得混凝土立方體抗壓強(qiáng)度為 36.2MPa ，標(biāo)準(zhǔn)差為0.12，變異系數(shù)為0.0033，滿足規(guī)范要求；套筒鋼板、連接蓋板以及鋼筋材性試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

1.3測試方案與加載裝置

試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)位移計(jì)和6個(gè)百分表，分別布置于試件頂、中和底部，百分表布置于節(jié)點(diǎn)區(qū)用于測定相應(yīng)轉(zhuǎn)角，具體如圖4（a）所示。試驗(yàn)共布置56個(gè)應(yīng)變片，用來測定節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼板、鋼筋以及混凝土應(yīng)變變化規(guī)律，如圖4（b）所示。加載制度采用荷載-位移混合控制方法，試件屈服前采用荷載 （P） 控制，以 8kN 為級(jí)差分級(jí)加載，每級(jí)循環(huán)1次；屈服后采用位移 控制，以 為屈曲位移）為級(jí)差分級(jí)加載，每級(jí)反復(fù)循環(huán)3次，直至試件被破壞，具體如圖5所示。試件柱端采用壓梁和水平限位支撐進(jìn)行固定，為了保證節(jié)點(diǎn)區(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)，柱端與地面有剛性墊塊，具體形式如圖6（a）所示，試驗(yàn)現(xiàn)場情況如圖6（b）所示。

2 試驗(yàn)現(xiàn)象

2.1 破壞過程

鋼筋混凝土現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)JD-1破壞過程（如圖7所示）如下：加載初期，試件無明顯變化；荷載達(dá)到17kN 時(shí)節(jié)點(diǎn)距根部 220mm 處出現(xiàn)橫向裂縫，隨著荷載增至 23kN 左右時(shí)，A、B兩面多處出現(xiàn)斜向下裂縫。當(dāng)荷載繼續(xù)增大，試件底部出現(xiàn)多條斜向裂縫，并不斷延伸擴(kuò)展；加載后期，節(jié)點(diǎn)根部混凝土出現(xiàn)剝落情況，裂縫不斷加寬，最寬處達(dá) 3～4mm ，同時(shí)裂縫不斷向下延伸，并貫穿整個(gè)底部；最終，在節(jié)點(diǎn)根部形成塑性破壞區(qū)。

套筒式全螺栓節(jié)點(diǎn)（JD-2至JD-4）破壞過程基本類似，以JD-4試件為例，加載初期，試件處于彈性狀態(tài)，荷載上升較快，試件整體處于彈性狀態(tài)；當(dāng)加載至 13.6kN 時(shí)，混凝土梁距蓋板外邊緣 200mm 處出現(xiàn)橫向裂縫，如圖8（c）所示。隨著荷載增加，裂縫發(fā)生擴(kuò)展，范圍在 100～300mm 內(nèi)，由橫向開裂逐步產(chǎn)生斜向裂縫，而C、D兩面混凝土裂縫在 150～ 500mm 內(nèi)分布較為均勻。相較于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，塑性區(qū)上移；加載中期，A、B兩面混凝土裂縫不斷斜向下延伸，呈現(xiàn)\"V\"形，C、D兩面混凝土裂縫加寬并貫穿，試件進(jìn)入彈塑性階段；加載后期，A、B兩面混凝王裂縫斜向下延伸至連接蓋板處，且向著遠(yuǎn)離柱端方向生成發(fā)展；隨著荷載繼續(xù)增加，原有裂縫不斷加深、加寬，鋼筋混凝土梁端形成全截面屈服，形成塑性鉸，試件進(jìn)人破壞階段。最終，連接板與梁端D面混凝土區(qū)域出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，預(yù)制梁端發(fā)生破壞，試驗(yàn)結(jié)束。

2.2 失效模式

彈性階段，首先，荷載主要由連接蓋板承擔(dān)，通過預(yù)埋螺栓傳遞給鋼套筒，再由鋼套筒區(qū)向梁端傳遞。隨著荷載增加，鋼筋混凝土梁進(jìn)入塑性階段，當(dāng)梁端發(fā)生全截面屈服，形成“塑性鉸”后，節(jié)點(diǎn)破壞。在整個(gè)破壞過程中，相較于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)區(qū)發(fā)生一定變形，在一定程度上增加了節(jié)點(diǎn)變形能力；同時(shí)，由于連接區(qū)的加強(qiáng)作用，使得塑性區(qū)向外發(fā)展；最終，在鋼筋混凝土梁端形成塑性鉸。根據(jù)套筒式全螺栓連接節(jié)點(diǎn)的破壞特點(diǎn)，結(jié)合應(yīng)變數(shù)據(jù)，將其破壞過程分為三個(gè)階段（如圖9所示）：彈性階段：節(jié)點(diǎn)所受的荷載較小，試件整體處于彈性階段，鋼結(jié)構(gòu)區(qū)承擔(dān)大部分的彎矩和剪力。隨著荷載增加，連接蓋板在接縫位置首先發(fā)生屈服，梁端混凝土產(chǎn)生裂縫，節(jié)點(diǎn)剛度降低，進(jìn)入彈塑性階段。彈塑性階段：連接蓋板屈服區(qū)域向兩側(cè)擴(kuò)大，梁端鋼筋屈服，混凝土裂縫發(fā)展，并逐漸貫通，節(jié)點(diǎn)承載力上升。破壞階段：隨著荷載的增加，梁端鋼筋混凝土裂縫持續(xù)發(fā)展，連接蓋板屈服區(qū)域逐漸向遠(yuǎn)端發(fā)展；混凝土梁端全截面屈服（先于鋼結(jié)構(gòu)連接蓋板破壞），發(fā)展成塑性鉸；最終，節(jié)點(diǎn)形成幾何可變體系（機(jī)構(gòu)），發(fā)生破壞。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1荷載-位移滯回曲線

圖10為各試件荷載-位移滯回曲線。加載初期，試件處于彈性階段，滯回曲線基本呈直線變化。隨著荷載增大，進(jìn)入彈塑性階段，滯回環(huán)逐漸打開。對(duì)比4個(gè)滯回曲線，裝配式節(jié)點(diǎn)滯回環(huán)更加飽滿，耗能能力更加突出。現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)塑性強(qiáng)化作用不明顯，達(dá)到峰值荷載后，承載力發(fā)生小幅度降低。裝配式節(jié)點(diǎn)具有明顯的強(qiáng)化階段，承載力顯著提升；當(dāng)達(dá)到峰值荷載后，未出現(xiàn)下降。對(duì)比3種裝配式節(jié)點(diǎn)，JD-2滯回性能相對(duì)較好，JD-3和JD-4發(fā)生一定捏縮，分析原因：由于JD-3和JD-4采用了較厚的鋼板，連接區(qū)剛度變大，剛度匹配變差，較大剛度對(duì)混凝土端部產(chǎn)生擠壓作用，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)滯回性能降低，連接區(qū)與構(gòu)件之間的剛度匹配對(duì)于節(jié)點(diǎn)性能影響較為顯著。

3.2 骨架曲線

各試件骨架曲線對(duì)比如圖11所示。加載初期，試件處于彈性階段，骨架曲線基本一致，呈線性變化，現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)初始剛度最小，裝配式節(jié)點(diǎn)剛度有明顯提升，其中JD-2和JD-4初始剛度基本接近。進(jìn)入彈塑性階段后，裝配式節(jié)點(diǎn)有明顯的強(qiáng)化階段，達(dá)到峰值荷載后，承載力未發(fā)生降低；其中，JD-3和JD-4有小幅度提升。本文采用最遠(yuǎn)點(diǎn)法確定各試件屈服荷載，節(jié)點(diǎn)在達(dá)到峰值承載力后，全截面發(fā)生屈服，形成塑性鉸，承載力基本保持不變，荷載-位移特征值如表3所示。相較于現(xiàn)澆鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)，裝配式節(jié)點(diǎn)的屈服荷載提升了 89% ，峰值荷載提升了43% ，延性系數(shù)提高了 50% ，效果顯著。3種裝配式節(jié)點(diǎn)承載力較為接近，但隨著連接蓋板厚度增加，變形能力呈下降趨勢。可見，當(dāng)滿足一定剛度后，增加連接板厚度，反而起到不利作用。

3.3耗能能力

各試件等效黏滯阻尼系數(shù)（ （h_e） 如圖12所示?，F(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的等效黏滯阻尼系數(shù)最大為 0.12，JD^-2 、JD-3和JD-4的最大等效黏滯阻尼系數(shù)分別為 0.24 /0.23和0.21，可達(dá)到現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的2倍左右。其中，JD-2試件的等效黏滯阻尼系數(shù)最大，由于JD-3和JD-4節(jié)點(diǎn)采用了較厚的鋼板，梁端與套筒區(qū)域剛度差異過大，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的擠壓作用導(dǎo)致混凝土開裂，組合結(jié)構(gòu)連接區(qū)與鋼筋混凝土區(qū)協(xié)同工作能力降低，導(dǎo)致滯回曲線發(fā)生一定的捏縮現(xiàn)象，耗能能力有所下降?？傮w來看，該裝配式節(jié)點(diǎn)的耗能能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，滯回性能良好。

3.4 剛度退化

各試件剛度 （K） 退化情況如圖13所示。裝配式節(jié)點(diǎn)的初始剛度為現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)的1.7倍左右；其中，JD4初始剛度相對(duì)較小，且在整個(gè)退化過程中，曲線波動(dòng)較大。其原因主要為，較大的連接剛度與鋼筋混凝土部分難以匹配，導(dǎo)致變形不協(xié)調(diào)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，由于連接區(qū)變形減小，對(duì)混凝土形成較為明顯的擠壓作用，導(dǎo)致邊界區(qū)混凝土發(fā)生破壞，進(jìn)而影響整個(gè)節(jié)點(diǎn)剛度與變形協(xié)調(diào)性。因此，對(duì)于該裝配式節(jié)點(diǎn)，剛度匹配對(duì)該節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)性能至關(guān)重要；JD-2、JD3和JD-4試件的剛度比（連接區(qū)截面剛度與裝配構(gòu)件截面剛度的比值）分別為1.65、1.93和2.54。根據(jù)強(qiáng)連接設(shè)計(jì)要求，連接剛度為裝配構(gòu)件截面剛度的1.6倍較為合理，不宜超過2.0倍。

4應(yīng)變分析

4.1 鋼筋應(yīng)變

梁端部縱筋應(yīng)變（e）如圖14（a）所示。現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)梁縱筋屈服后，應(yīng)變迅速增大，整體上呈對(duì)稱分布。裝配式節(jié)點(diǎn)JD-2（ 6mm 的應(yīng)變分布規(guī)律與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)類似，僅應(yīng)變值變大。試件JD-3（ 8mm 的負(fù)向應(yīng)變較小，而試件JD-4（ 12mm 則出現(xiàn)了明顯的擠壓變形，呈負(fù)值變化，這與宏觀現(xiàn)象相吻合；連接區(qū)剛度過大，會(huì)對(duì)端部產(chǎn)生明顯的擠壓作用，不利于應(yīng)力傳遞。柱端部縱筋應(yīng)變?nèi)鐖D14（b）所示，彈性階段受拉，進(jìn)入彈塑性階段后，發(fā)生受壓的應(yīng)力變化；JD-2與JD-4具有明顯的屈服平臺(tái)，現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)與JD-3基本呈線性變化。梁端部箍筋應(yīng)變?nèi)鐖D14（c）所示。除了JD-4外，其余節(jié)點(diǎn)應(yīng)變值均較小，當(dāng)進(jìn)入彈性階段后，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)變形增加，產(chǎn)生明顯的擠壓作用。

4.2連接蓋板應(yīng)變

圖15給出了節(jié)點(diǎn)域連接蓋板應(yīng)變分布情況；其中， X 表示側(cè)板上應(yīng)變片到柱邊緣的距離。首先，對(duì)連接板前、后板應(yīng)變進(jìn)行分析（圖15（a）～（c）），JD-2（ 6mm， 板在拼縫處出現(xiàn)明顯的\"應(yīng)力增大\"現(xiàn)象，隨著板厚由 6mm （圖15（a）JD-2）增加到 12mm （圖15（c）

JD-4），應(yīng)力增大效應(yīng)得到緩解，各部分應(yīng)變分布趨于均勻。連接板左、右側(cè)板應(yīng)變?nèi)鐖D15（d）～（f）所示，左、右側(cè)板的“應(yīng)力增大\"情況更為明顯，增大蓋板厚度效果并不理想。分析原因：拼縫處剛度僅由鋼蓋板提供，與構(gòu)件端部剛度相比，約為1/2。當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，由于拼縫處剛度較小，發(fā)生變形后，與端部發(fā)生擠壓作用，導(dǎo)致應(yīng)力激增。綜上分析，蓋板作為該節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵連接部位，拼縫區(qū)存在“應(yīng)力增大\"情況，由于鋼材良好的塑性變形能力，可保證節(jié)點(diǎn)的整體性能。

4.3 混凝土應(yīng)變

試件處于彈性階段時(shí)，取每級(jí)荷載作用下循環(huán)第一圈時(shí)的混凝土應(yīng)變數(shù)值進(jìn)行比較（如圖16所示）。總體來看，裝配式節(jié)點(diǎn)預(yù)制梁端混凝土應(yīng)變水平隨連接剛度增大呈降低趨勢，JD-2加載前期應(yīng)變值隨荷載增大發(fā)生較大變化，而JD-4應(yīng)變水平相對(duì)較低。分析原因?yàn)椋簯?yīng)變片粘貼位置位于梁端混凝土距套筒邊緣 150mm 處，當(dāng)連接區(qū)剛度與混凝土梁相匹配時(shí)，連接區(qū)與混凝土梁協(xié)同工作能力較好，

JD-2試件梁端混凝土區(qū)域開裂變形較早。當(dāng)連接區(qū)剛度較大時(shí)，鋼套筒對(duì)接壤區(qū)域混凝土（距套筒50mm 以內(nèi)產(chǎn)生擠壓作用。開裂變形主要集中在距套筒 50mm 的混凝土區(qū)，故JD-4距套筒邊緣150mm 處混凝土區(qū)域應(yīng)變水平較低。通過分析來看，隨著連接剛度增加，梁端混凝土受擠壓作用增強(qiáng)，混凝土構(gòu)件與套筒連接區(qū)協(xié)同工作變差。對(duì)于該裝配式節(jié)點(diǎn)，如何控制套筒連接區(qū)的連接剛度實(shí)現(xiàn)變形平緩過渡十分關(guān)鍵。

5 彎矩-轉(zhuǎn)角模型

5.1 三折線模型

目前，確定節(jié)點(diǎn)彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系的方法主要有：有限元法、試驗(yàn)測定法和曲線擬合法等。其中，線性模型、多項(xiàng)式模型、B樣條模型、冪函數(shù)模型和歐洲規(guī)范EC3模型[19（圖17（a））等較為常見。本文在EC3模型的基礎(chǔ)上，提出了一種三折線模型，對(duì)該節(jié)點(diǎn)彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系進(jìn)行分析。EC3模型彎矩 （M） -轉(zhuǎn)角 （θ_τ） 關(guān)系如下：

式中， 和 η 分別表示節(jié)點(diǎn)連接的初始剛度、塑性彎矩和節(jié)點(diǎn)形式相關(guān)系數(shù)。

套筒式全螺栓節(jié)點(diǎn)在荷載作用下，彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系包括彈性階段、屈服強(qiáng)化階段和塑性鉸三個(gè)階段。基于EC3模型，將屈服后的強(qiáng)化階段修正為線性段（如圖17（b）所示），具體表達(dá)式如下：

5.2 初始剛度計(jì)算

計(jì)算3-4、4-5和5-6區(qū)域在構(gòu)件彈性狀態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)角，區(qū)域分布如圖18（a）所示，計(jì)算結(jié)果如圖18（b）所示。通過數(shù)據(jù)擬合，得到不同區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)角度特征：加載前期，3-4與4-5區(qū)域轉(zhuǎn)角變化基本一致，由于測點(diǎn)3和5之間的裝配接縫區(qū)域連接剛度較大，可忽略轉(zhuǎn)動(dòng)變形影響。選取梁根部套筒與柱連接處為轉(zhuǎn)動(dòng)截面1，預(yù)制梁端破壞區(qū)域主要集中距套筒最外側(cè) 200mm 鋼筋混凝土部分，作為破壞截面，即轉(zhuǎn)動(dòng)截面2，具體如圖18（c）所示。

截面1由上、下兩側(cè)的耳板截面與套筒延伸出來的鋼筋混凝土梁截面組成，分別計(jì)算鋼板和鋼筋混凝土的截面慣性矩：

6結(jié)論

通過對(duì)套筒式全螺栓連接RC節(jié)點(diǎn)滯回性能及彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系的研究，主要得到以下結(jié)論：

（1）該節(jié)點(diǎn)采用全螺栓連接，施工效率較高；與傳統(tǒng)現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)塑性區(qū)位于梁柱根部不同，該裝配式節(jié)點(diǎn)破壞模式為連接區(qū)蓋板發(fā)生局部屈服，鋼筋混凝土梁端形成塑性鉸，表現(xiàn)出較好的整體性與受力性能。

（2）該裝配式節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)屈服荷載提升了 89% ，峰值荷載增大了 43% ，延性系數(shù)提高了 50% ，初始剛度提高了 70% ，等效黏滯阻尼系數(shù)提高2倍左右。

（3）連接蓋板在接縫處出現(xiàn)\"應(yīng)力增大\"情況，由于鋼材良好的塑性變形能力，對(duì)節(jié)點(diǎn)整體性能影響較小。隨著連接區(qū)剛度增大，梁端塑性區(qū)發(fā)生下移，套筒對(duì)端部混凝土產(chǎn)生擠壓作用，建議連接與預(yù)制構(gòu)件剛度比為1.6倍左右，不宜超過2.0倍。

（4）根據(jù)疊合方法和平衡理論給出節(jié)點(diǎn)初始剛度和極限承載力計(jì)算方法，基于該節(jié)點(diǎn)屈服強(qiáng)化特征，建立了三折線彎矩-轉(zhuǎn)角模型，為整體結(jié)構(gòu)抗震性能簡化分析提供基礎(chǔ)。

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