论文题目：含节点缺陷的装配式混凝土结构性能分析与检测评价研究
摘要：随着国家产业结构调整,建筑工业化和绿色节能建筑理念的贯彻,装配式建筑在中国迎来了发展的黄金时期,装配式混凝土结构是建筑工业化发展的主要方向。装配式混凝土结构连接节点的质量,直接决定了装配式混凝土结构的整体安全性能,影响着装配式混凝土结构的工程应用。套筒灌浆连接是目前装配式混凝土结构应用最为广泛的节点连接方式,但是由于实际施工存在预留钢筋位置的精度差、灌浆质量控制难度较大等因素,套筒灌浆连接往往会存在各种施工质量缺陷,对装配式结构的整体性能造成不利影响。本文针对套筒灌浆连接节点缺陷问题,阐述了常见缺陷的形式、原因,对存在节点缺陷的装配式混凝土结构的静力、动力性能进行了数值模拟分析,探索提出了套筒灌浆连接节点缺陷的动力检测评价方法,并进行了钢筋混凝土装配式柱子试件节点缺陷的实际检测验证。主要内容与研究成果如下:（1）在综合套筒灌浆连接施工工艺的特点和现场施工调查的基础上,总结了装配式混凝土结构套筒灌浆连接节点常见的缺陷,分析了其产生的原因。（2）采用数值模拟的方法,利用ABAQUS有限元软件,分别建立套筒灌浆连接节点存在不同程度灌浆不饱满缺陷的装配式混凝土柱模型,进行数值模拟计算,研究了在单调水平荷载作用下灌浆不饱满缺陷对装配式混凝土柱静力性能的影响。装配式钢筋混凝土柱顶水平极限荷载的有限元数值分析表明:灌浆不饱满缺陷会导致装配式混凝土柱的峰值承载力的下降;随着缺陷程度的不断增大,装配式混凝土柱峰值承载力下降的程度也不断增加。相较于完好的装配式混凝土柱,当套筒灌浆连接节点分别存在10%、20%、30%灌浆不饱满缺陷时,峰值承载力分别下降了3.5%、12.5%和22.3%。（3）采用ABAQUS有限元软件,对套筒灌浆连接节点存在不同类型、程度缺陷的装配式混凝土柱的动力性能进行数值分析。结果表明:与完好结构相比,套筒灌浆连接节点缺陷会导致装配式混凝土柱固有频率的下降,并且随着缺陷程度的增加,固有频率下降程度也不断提高。（4）通过对装配式混凝土柱动力性能（参数）的有限元数值分析,与无节点缺陷的柱子相比,连接节点分别存在10%、20%、30%灌浆不饱满缺陷时,装配式混凝土柱的一阶频率分别下降了6.8%、10.8%、14.9%;连接节点分别存在10%、20%坐浆不密实缺陷时,装配式混凝土柱的一阶频率分别下降了5.0%和8.9%。针对12种连接节点存在不同类型、程度缺陷的装配式混凝土柱,建立了连接节点缺陷程度和装配式混凝土柱动力特性参数（频率）之间的定量关系。（5）初步研究、提出了套筒灌浆连接节点缺陷的动力检测评价方法,即:利用结构动态测试技术手段,测试获得装配式钢筋混凝土结构的动力性能参数（频率）,依据结构动力性能参数（频率）与套筒灌浆连接节点缺陷状况的定量关系,对节点缺陷状况进行判断和定量评价。在实验室内,制作了6根含不同程度缺陷灌浆套筒节点的装配式钢筋混凝土柱子试件,验证了节点缺陷动力检测评价方法的可行性和有效性。
关键词：套筒灌浆连接;节点缺陷;有限元模拟;固有频率;缺陷动力检测评价
学科专业：工学 土木工程
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 装配式混凝土结构发展概况
1.2.1 国外装配式混凝土结构的发展概况
1.2.2 国内装配式混凝土结构的发展概况
1.2.3 装配式混凝土结构存在的主要问题
1.3 装配式混凝土结构节点灌浆连接技术及其研究进展
1.3.1 灌浆连接技术
1.3.2 灌浆连接技术研究进展
1.4 装配式混凝土结构套筒灌浆连接节点缺陷检测及研究进展
1.5 本文研究意义及主要研究内容
2 装配式混凝土结构套筒灌浆连接节点缺陷分析
2.1 装配式混凝土结构套筒灌浆连接施工工艺
2.2 装配式混凝土结构套筒灌浆连接节点缺陷分析
2.2.1 钢筋连接缺陷
2.2.2 灌浆缺陷
2.2.3 坐浆层缺陷
2.2.4 半灌浆套筒连接典型缺陷
2.3 本章小结
3 含节点缺陷的装配式混凝土结构静力性能分析
3.1 有限元法发展概述
3.1.1 有限元法基本原理及处理问题的基本思路
3.1.2 ABAQUS有限元软件简介
3.2 含缺陷节点的装配式混凝土结构有限元模型的建立
3.2.1 有限元模型的基本信息
3.2.2 材料本构关系
3.2.3 单元类型的选择
3.2.4 相互作用及约束
3.2.5 有限元模型的建立
3.3 有限元模型结果分析
3.3.1 模拟现象分析
3.3.2 荷载位移曲线
3.4 本章小结
4 含节点缺陷的装配式混凝土结构动力性能分析
4.1 结构动力学分析的基本原理
4.2 结构动力学分析有限元法的基本步骤
4.3 含节点缺陷的装配式混凝土结构动力性能数值模拟
4.3.1 有限元模型的建立
4.3.2 有限元模拟结果与分析
4.4 本章小结
5 装配式混凝土结构节点缺陷的检测评价
5.1 结构缺陷影响结构动力性能的原理
5.2 节点缺陷的动力检测评价方法
5.2.1 原理与方法
5.2.2 结构动力特性的测试方法
5.2.3 实施步骤
5.3 含节点缺陷的装配式混凝土柱试件制作
5.3.1 试件设计
5.3.2 试件制作过程
5.4 装配式混凝土柱试件动力性能参数测试
5.4.1 测试过程
5.4.2 动力性能参数测试结果
5.5 试件节点缺陷的判定与评价
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献