自密實(shí)GHPFRCC裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能研究*

陳柯臻，李秀領(lǐng)，李 言，丁經(jīng)偉，郭 強(qiáng)，孫 廣

(1.山東建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101； 2.建筑結(jié)構(gòu)加固改造與地下空間工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250101； 3.天津大學(xué)建筑工程學(xué)院，天津 300350； 4.中建八局第二建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250014；5.中國建筑第二工程局有限公司，北京 100160)

0 引言

裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)因其具有生產(chǎn)效率高、節(jié)能環(huán)保、耗費(fèi)人工少等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為我國應(yīng)用最廣的裝配式結(jié)構(gòu)體系之一[1]。在裝配式框架結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)形式和施工質(zhì)量往往決定著整個框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗震性能。多次地震震害調(diào)查結(jié)果表明，節(jié)點(diǎn)破壞通常會導(dǎo)致與其相連的梁柱構(gòu)件失效，甚至?xí)鸾ㄖ镎w倒塌[2-5]。因此，對裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能展開深入研究，既是保證裝配式建筑安全性的關(guān)鍵，也是我國大力推廣裝配式建筑的必然要求。

基于本課題組關(guān)于工程水泥基復(fù)合材料已有研究成果，采用大摻量粉煤灰替代部分水泥，制得自密實(shí)綠色高性能纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料(green high-performance fiber-reinforced cementitious composites，GHPFRCC)。該材料具有卓越的抗拉韌性和裂縫控制能力，兼具免振搗和工作性好等優(yōu)點(diǎn)[6-7]。將該材料應(yīng)用于裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)中可顯著提高節(jié)點(diǎn)抗剪承載力，改善核心區(qū)破壞情況，增加構(gòu)件延性和耗能能力。本文在文獻(xiàn)[8]的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用OpenSees，ABAQUS軟件對2個GHPFRCC裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有限元模擬分析，對比數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果，以驗(yàn)證模型的有效性。以柱軸壓比、柱GHPFRCC澆筑長度和柱縱筋配筋率為影響參數(shù)，探究其對GHPFRCC裝配式節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響。通過結(jié)構(gòu)變形云圖和損傷云圖對節(jié)點(diǎn)破壞形態(tài)進(jìn)行分析，以期為工程實(shí)際應(yīng)用提供參考。

1 試驗(yàn)概況

1.1 構(gòu)件設(shè)計(jì)

按照“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎”原則設(shè)計(jì)2個足尺GHPFRCC裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)試件，編號為PGJ1，PGJ2。柱截面尺寸為300mm×300mm(寬×高)，梁截面尺寸為250mm×300mm(寬×高)，在梁端后澆區(qū)采用灌漿套筒連接預(yù)制梁和預(yù)制柱，預(yù)制梁混凝土強(qiáng)度等級為C30，預(yù)制柱核心區(qū)及向上、下延伸600mm范圍采用GHPFRCC澆筑，其余范圍采用C30混凝土澆筑，后澆區(qū)采用工字型設(shè)計(jì)，長500mm。為保證節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的可靠性，避免其過早進(jìn)入塑性階段，對2個裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)分別采取不同的構(gòu)造措施，即PGJ1試件采用帶有核心區(qū)及向兩側(cè)外伸300mm的GHPFRCC懸臂梁端，使預(yù)制與現(xiàn)澆的薄弱界面遠(yuǎn)離形成塑性鉸的梁柱交界區(qū)；PGJ2試件在核心區(qū)設(shè)置4根φ20mm附加鋼筋，提高梁端抗力，將塑性鉸轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)離節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的部位，起到“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的作用。GHPFRCC裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及配筋如圖1所示。自密實(shí)GHPFRCC水膠比為0.24，砂膠比為0.36，聚乙烯醇纖維體積摻量為1.7%，粉煤灰替代率為60%，減水劑摻量為0.2%。試驗(yàn)實(shí)測C30混凝土和GHPFRCC立方體抗壓強(qiáng)度分別為38.1，43.7MPa，鋼筋屈服強(qiáng)度fy=430MPa，極限強(qiáng)度fu=620MPa。

圖1 GHPFRCC裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及配筋

1.2 加載方案

本試驗(yàn)采用梁端加載方式，通過MTS液壓伺服加載系統(tǒng)在兩側(cè)梁端施加反對稱低周往復(fù)荷載。將柱上端與鋼桁架相連，實(shí)現(xiàn)鉸接，柱頂采用千斤頂施加豎向荷載，并通過伺服穩(wěn)壓系統(tǒng)控制柱軸壓比為0.3。柱下端固定在單向鉸支座上，以保證試件僅在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。采用位移控制逐級施加往復(fù)荷載，節(jié)點(diǎn)屈服前步長增量為2mm，每級單循環(huán)加載，節(jié)點(diǎn)屈服后步長增量為8mm，每級循環(huán)3次，加載至極限荷載降為峰值荷載的85%時，停止加載。試驗(yàn)加載裝置如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)加載裝置

1.3 試驗(yàn)現(xiàn)象與分析

PGJ1節(jié)點(diǎn)核心區(qū)兩側(cè)附有300mm外伸GHPFRCC梁段，裝配區(qū)位于距柱邊300～800mm處。當(dāng)荷載達(dá)14kN時，左梁端部產(chǎn)生第1條豎向裂縫；當(dāng)荷載達(dá)28kN時，核心區(qū)首次出現(xiàn)斜向裂縫；此后，核心區(qū)和梁端300mm范圍內(nèi)不斷出現(xiàn)細(xì)密裂縫并延伸；當(dāng)節(jié)點(diǎn)達(dá)屈服狀態(tài)時，梁根部裂縫變寬，并伴隨纖維拔出拉斷聲；隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，梁根部區(qū)形成塑性鉸，貫通主裂縫寬度增大，而核心區(qū)裂縫仍為密布的細(xì)長裂縫，無變寬跡象；當(dāng)梁端位移增至132mm時，荷載未出現(xiàn)明顯的下降趨勢，因節(jié)點(diǎn)變形過大而停止加載，最終破壞形態(tài)為梁端彎曲破壞，表現(xiàn)出等同現(xiàn)澆的特點(diǎn)，如圖3所示。

圖3 PGJ1節(jié)點(diǎn)破壞形態(tài)

PGJ2節(jié)點(diǎn)核心區(qū)和梁端配有起局部加強(qiáng)作用的附加鋼筋，裝配區(qū)位于距柱邊500mm范圍內(nèi)。當(dāng)荷載達(dá)7.4kN時，在距柱邊600mm處的預(yù)制梁上產(chǎn)生第1條豎向裂縫，隨后在距柱邊500～900mm的梁上相繼出現(xiàn)裂縫；當(dāng)荷載達(dá)21kN時，核心區(qū)出現(xiàn)第1條細(xì)裂縫；節(jié)點(diǎn)達(dá)屈服狀態(tài)，核心區(qū)有大量細(xì)密裂縫延伸，GHPFRCC與混凝土交界面裂縫寬度明顯增加；隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，GHPFRCC與混凝土交界面外側(cè)的斜向剪切裂縫逐漸發(fā)展為主裂縫，節(jié)點(diǎn)塑性鉸外移，核心區(qū)得到較好的保護(hù)；當(dāng)梁端位移達(dá)86mm時，距柱邊600～900mm的預(yù)制梁剪切破壞嚴(yán)重，梁底混凝土剝落，終止加載。由于附加鋼筋和灌漿套筒分別對核心區(qū)和梁端承載力、剛度有明顯的增強(qiáng)作用，PGJ2節(jié)點(diǎn)破壞區(qū)外移至剛度相對較弱的材料交界面處，由于后澆區(qū)外側(cè)預(yù)制梁箍筋未進(jìn)行加密處理，使該區(qū)的抗剪承載力弱于抗彎承載力，最終發(fā)生剪切破壞，如圖4所示。

圖4 PGJ2節(jié)點(diǎn)破壞形態(tài)

與普通混凝土相比，GHPFRCC具有優(yōu)異的裂縫控制能力和明顯的延性特征，由于摻入的纖維與基體之間能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的橋聯(lián)作用，試驗(yàn)過程中節(jié)點(diǎn)核心區(qū)雖出現(xiàn)大量細(xì)密裂縫，但未發(fā)生剪切破壞和材料剝落現(xiàn)象，塑性鉸在梁上產(chǎn)生并充分發(fā)展，節(jié)點(diǎn)試件呈典型的延性破壞特征。此外，GHPFRCC具有較高的拉伸應(yīng)變，能夠與鋼筋保持良好的協(xié)同變形，二者間的滑移現(xiàn)象減弱，更有利于結(jié)構(gòu)耗能。

2 OpenSees模擬分析

2.1 材料本構(gòu)與節(jié)點(diǎn)模型

混凝土本構(gòu)關(guān)系模型采用concrete01模型，鋼筋和套筒本構(gòu)關(guān)系模型采用steel02模型，GHPFRCC本構(gòu)關(guān)系模型采用ECC01模型。梁柱單元選用基于位移的非線性梁柱單元定義，對于受力最復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，選用Beam Column Joint模型反映其在地震作用下的受力機(jī)理[9]。

2.2 試驗(yàn)與模擬結(jié)果對比分析

擬靜力試驗(yàn)與數(shù)值模擬計(jì)算得到的PGJ1，PGJ2節(jié)點(diǎn)滯回曲線和骨架曲線分別如圖5，6所示，性能參數(shù)對比如表1所示。由圖5，6可知，加載初期，節(jié)點(diǎn)滯回曲線基本呈線性循環(huán)，殘余變形較小，節(jié)點(diǎn)尚處于彈性狀態(tài)；隨著位移的不斷增加，節(jié)點(diǎn)逐漸進(jìn)入塑性階段，滯回環(huán)面積增大，耗能能力增強(qiáng)；當(dāng)節(jié)點(diǎn)達(dá)屈服位移時，鋼筋與水泥基材料之間出現(xiàn)滑移，滯回環(huán)表現(xiàn)出一定的捏縮現(xiàn)象，由梭形逐漸過渡為弓形，但灌漿套筒的存在在一定程度上限制了鋼筋的移動，因此捏縮現(xiàn)象并不明顯；加載后期，梁根部鋼筋與水泥基材料之間的滑移位移增大，滯回環(huán)呈反S形，節(jié)點(diǎn)耗能能力減弱。

圖5 OpenSees模擬得到的PGJ1節(jié)點(diǎn)滯回曲線和骨架曲線

PGJ1節(jié)點(diǎn)設(shè)有核心區(qū)外伸的懸臂梁端，可轉(zhuǎn)移后澆薄弱區(qū)，實(shí)現(xiàn)等同現(xiàn)澆的破壞形式。此外，因GHPFRCC材料力學(xué)性能優(yōu)越，且設(shè)置了灌漿套筒，使PGJ1節(jié)點(diǎn)具有較高的延性，骨架曲線下降段相對平緩。PGJ2節(jié)點(diǎn)配置的附加鋼筋和灌漿套筒對核心區(qū)和梁端有明顯的增強(qiáng)作用，可實(shí)現(xiàn)梁端塑性鉸外移，并提高節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度，因此其屈服荷載和峰值承載力均高于PGJ1節(jié)點(diǎn)，但在試驗(yàn)過程中，PGJ2節(jié)點(diǎn)在梁后澆區(qū)外側(cè)發(fā)生了剪切破壞，因此其延性低于PGJ1節(jié)點(diǎn)。

圖6 OpenSees模擬得到的PGJ2節(jié)點(diǎn)滯回曲線和骨架曲線

由表1可知，各節(jié)點(diǎn)性能參數(shù)誤差均<10%，試驗(yàn)值與模擬值吻合較好，表明計(jì)算模型可有效反映節(jié)點(diǎn)抗震性能。

表1 OpenSees模擬得到的節(jié)點(diǎn)性能參數(shù)對比

2.3 節(jié)點(diǎn)抗震性能影響參數(shù)分析

在保證模擬結(jié)果可靠的基礎(chǔ)上，以PGJ1節(jié)點(diǎn)為分析對象，研究考慮P-Δ二階效應(yīng)下柱軸壓比、柱GHPFRCC澆筑長度和柱縱筋配筋率對節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響。

2.3.1柱軸壓比

軸力是影響梁柱節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度的主要因素之一。一定范圍內(nèi)的壓力可增大柱截面受壓區(qū)面積，使核心區(qū)內(nèi)斜壓桿作用加強(qiáng)，從而提高節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度。但過大的柱軸壓比會造成受壓區(qū)混凝土開裂，使節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度降低，對構(gòu)件延性造成影響[10]。為研究柱軸壓比對節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響，分別對柱軸壓比為0.30，0.45，0.60，0.75的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行低周往復(fù)加載數(shù)值模擬，得到的節(jié)點(diǎn)骨架曲線如圖7所示，性能參數(shù)如表2所示。

圖7 不同柱軸壓比下PGJ1節(jié)點(diǎn)骨架曲線

表2 不同柱軸壓比下PGJ1節(jié)點(diǎn)性能參數(shù)

由圖7可知，當(dāng)柱軸壓比為0.30時，PGJ1節(jié)點(diǎn)骨架曲線下降段相對平緩，說明低柱軸壓比下節(jié)點(diǎn)破壞前有良好的變形能力，屬于延性破壞；當(dāng)柱軸壓比為0.75時，PGJ1節(jié)點(diǎn)骨架曲線下降段陡峭，后期節(jié)點(diǎn)承載力和剛度發(fā)生明顯退化，此時節(jié)點(diǎn)變形能力減弱，延性較差。

由表2可知，隨著柱軸壓比的增大，節(jié)點(diǎn)抗剪承載力先上升后下降，但變化幅度較小，這是由于GHPFRCC本身具有較強(qiáng)的裂縫控制能力和抗剪能力，即使在較大的壓力作用下也不易開裂，因此柱軸壓比對節(jié)點(diǎn)抗剪承載力的影響較小。此外，隨著柱軸壓比的增大，節(jié)點(diǎn)延性系數(shù)顯著降低，當(dāng)柱軸壓比由0.30增至0.75時，節(jié)點(diǎn)延性系數(shù)由4.67降至2.63。

為保證地震作用下節(jié)點(diǎn)破壞具有明顯延性特征，建議實(shí)際應(yīng)用過程中將柱軸壓比控制在0.60以下。

2.3.2柱GHPFRCC澆筑長度

GHPFRCC具有高韌性、高耗能等特點(diǎn)，將其應(yīng)用于裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)可顯著提升節(jié)點(diǎn)抗震性能。然而，GHPFRCC成本普遍較高，在全節(jié)點(diǎn)范圍使用該材料是不經(jīng)濟(jì)且不必要的，因此需對GHPFRCC在柱端的澆筑長度進(jìn)行研究。取柱軸壓比為0.40，分別模擬柱GHPFRCC澆筑長度為400，600，800，1 000mm時的節(jié)點(diǎn)抗震性能，結(jié)果如圖8和表3所示。

圖8 不同柱GHPFRCC澆筑長度下PGJ1節(jié)點(diǎn)骨架曲線

表3 不同柱GHPFRCC澆筑長度下PGJ1節(jié)點(diǎn)性能參數(shù)

由圖8可知，當(dāng)位移較小時，柱GHPFRCC澆筑長度對節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響不明顯；達(dá)屈服位移后，隨著澆筑長度的增加，節(jié)點(diǎn)承載力不斷提高，變形能力不斷增強(qiáng)。

由表3可知，隨著柱GHPFRCC澆筑長度的增加，節(jié)點(diǎn)耗能能力顯著增強(qiáng)，這說明GHPFRCC具有較高的強(qiáng)度、優(yōu)異的延性和耗能能力；隨著柱GHPFRCC澆筑長度的增加，節(jié)點(diǎn)位移延性系數(shù)先增大后減小，這是由于節(jié)點(diǎn)極限位移增加幅度小于屈服位移增加幅度，因此澆筑長度為1 000mm的節(jié)點(diǎn)延性系數(shù)小于澆筑長度為800mm的節(jié)點(diǎn)；當(dāng)澆筑長度由800mm增至1 000mm時，節(jié)點(diǎn)極限位移增量已不明顯。

綜合考慮節(jié)點(diǎn)承載力、耗能能力、延性和經(jīng)濟(jì)性，建議柱GHPFRCC澆筑長度為600～800mm。

2.3.3柱縱筋配筋率

柱軸壓比取為0.40，通過取不同縱筋直徑改變柱縱筋配筋率，分析配筋率對節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響，結(jié)果如圖9和表4所示。

圖9 不同柱縱筋配筋率下PGJ1節(jié)點(diǎn)骨架曲線

表4 不同柱縱筋配筋率下PGJ1節(jié)點(diǎn)性能參數(shù)

由圖9可知，不同柱縱筋配筋率下節(jié)點(diǎn)骨架曲線變化趨勢相同，配筋率較大的節(jié)點(diǎn)承載力明顯較高，初始剛度略大。對于框架結(jié)構(gòu)而言，應(yīng)遵循“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則，在地震作用下，為防止結(jié)構(gòu)倒塌，要求框架節(jié)點(diǎn)處的塑性鉸首先出現(xiàn)在梁上，避免在柱上產(chǎn)生塑性鉸，為此，需保證與節(jié)點(diǎn)相連的柱端抗彎強(qiáng)度大于梁端抗彎強(qiáng)度。適當(dāng)增加柱縱筋配筋率可有效提高柱抗彎強(qiáng)度，進(jìn)而避免在柱上產(chǎn)生塑性鉸。然而，當(dāng)柱縱筋配置過多時，可能會出現(xiàn)柱受壓區(qū)混凝土壓碎引起的脆性破壞，對抗震不利[8]。因此，建議柱縱筋配筋率在梁縱筋配筋率的基礎(chǔ)上提高0.5%～1%。

3 ABAQUS模擬分析

3.1 材料本構(gòu)關(guān)系模型

采用混凝土損傷塑性模型模擬循環(huán)荷載作用下混凝土力學(xué)性能。混凝土單軸受壓和受拉應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線根據(jù)GB 50010—2010(2015年版)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[11]確定，鋼筋本構(gòu)關(guān)系模型采用帶有強(qiáng)化段的雙折線模型，GHPFRCC受壓和受拉本構(gòu)關(guān)系模型分別選用考慮殘余抗壓強(qiáng)度和考慮軟化段的三折線模型[12]。

3.2 單元類型與網(wǎng)格劃分

混凝土采用C3D8R三維實(shí)體單元模擬，鋼筋采用T3D2三維桁架單元模擬，灌漿套筒采用S4R殼單元模擬。劃分網(wǎng)格時，對節(jié)點(diǎn)核心區(qū)和后澆區(qū)等關(guān)鍵部位取細(xì)密網(wǎng)格，其他部位網(wǎng)格尺寸適當(dāng)放大。

3.3 相互作用與邊界條件

各部件之間的相互作用通過設(shè)置不同約束實(shí)現(xiàn)。鋼筋與混凝土之間采用內(nèi)置區(qū)域的約束方式實(shí)現(xiàn)嵌入連接，不考慮二者間的相對滑移。預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆水泥基材料的接觸面采用庫侖-摩擦模型模擬，法向定義為硬接觸，切向采用罰函數(shù)計(jì)算剪應(yīng)力，摩擦系數(shù)為0.9[13]。為便于施加荷載和邊界條件，建立參考點(diǎn)與梁柱端面的耦合關(guān)系。模型邊界條件與實(shí)際試驗(yàn)保持一致，即節(jié)點(diǎn)柱底為完全鉸接，僅允許在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；柱頂除允許在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動外，還允許發(fā)生軸向壓縮位移；節(jié)點(diǎn)梁端限制其平面外位移。

3.4 試驗(yàn)與模擬結(jié)果對比分析

3.4.1滯回曲線與骨架曲線

采用ABAQUS軟件模擬得到的PGJ1節(jié)點(diǎn)滯回曲線與骨架曲線如圖10，11所示。由圖10，11可知，節(jié)點(diǎn)承載力和剛度均與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，可得到較理想的骨架曲線，說明計(jì)算模型能夠較準(zhǔn)確地反映節(jié)點(diǎn)滯回性能。然而，本研究計(jì)算模型未能考慮因混凝土開裂引起的鋼筋與混凝土間的黏結(jié)滑移現(xiàn)象，因此得到的滯回曲線捏攏現(xiàn)象不明顯，較難準(zhǔn)確反映節(jié)點(diǎn)耗能能力。在不要求得到準(zhǔn)確的節(jié)點(diǎn)耗能能力分析中，本研究模擬結(jié)果是合理的。

圖10 ABAQUS模擬得到的PGJ1節(jié)點(diǎn)滯回曲線與骨架曲線

圖11 ABAQUS模擬得到的PGJ1節(jié)點(diǎn)滯回曲線與骨架曲線

3.4.2節(jié)點(diǎn)破壞形態(tài)

為分析節(jié)點(diǎn)破壞形態(tài)，提取節(jié)點(diǎn)極限狀態(tài)下的等效塑性應(yīng)變和受拉損傷云圖，如圖12，13所示。其中，等效塑性應(yīng)變反映了整個加載過程中混凝土和水泥基材料塑性應(yīng)變的累積，受拉損傷反映了混凝土和水泥基材料因受拉引起的強(qiáng)度和剛度損傷情況。

圖12 PGJ1節(jié)點(diǎn)等效塑性應(yīng)變與受拉損傷云圖

由圖12可知，PGJ1節(jié)點(diǎn)塑性變形和受拉損傷主要發(fā)生在核心區(qū)和兩側(cè)外伸300mm的懸臂梁端，核心區(qū)略有外鼓，損傷因子已接近0.9，但由于GHPFRCC具有優(yōu)越的抗拉性能和裂縫控制能力，且核心區(qū)配置了適宜數(shù)量的箍筋，試驗(yàn)過程中節(jié)點(diǎn)達(dá)極限位移時核心區(qū)和懸臂梁端僅產(chǎn)生了大量細(xì)密裂縫，而未出現(xiàn)明顯破壞現(xiàn)象。

圖13 PGJ2節(jié)點(diǎn)等效塑性應(yīng)變與受拉損傷云圖

由圖13可知，PGJ2節(jié)點(diǎn)由于配置了附加鋼筋，核心區(qū)塑性變形相應(yīng)減小，同時，灌漿套筒的存在大大提高了后澆區(qū)剛度，因此梁端鋼筋連接處無明顯塑性變形和損傷現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了裝配式節(jié)點(diǎn)的可靠連接；節(jié)點(diǎn)受拉損傷集中出現(xiàn)在后澆區(qū)外側(cè)的混凝土預(yù)制梁上，破壞位置在GHPFRCC與混凝土交界面處，與試驗(yàn)現(xiàn)象基本一致。

綜上所述，采用設(shè)置外伸懸臂梁端和附加鋼筋的措施均可有效保護(hù)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)，使變形分別向外伸梁端和后澆區(qū)與預(yù)制梁交界處轉(zhuǎn)移，從而減小核心區(qū)的內(nèi)力和變形。但設(shè)置附加鋼筋會使破壞區(qū)轉(zhuǎn)移至剛度相對薄弱的材料交界面處，應(yīng)注意控制梁剪跨比并采取增強(qiáng)措施，如加密箍筋或使用GHPFRCC澆筑預(yù)制梁等。

4 結(jié)語

1)采用OpenSees軟件分析得到的節(jié)點(diǎn)滯回曲線和骨架曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，能夠較真實(shí)地反映節(jié)點(diǎn)抗震性能。

2)采用ABAQUS軟件可得到較理想的骨架曲線，受拉損傷云圖反映的節(jié)點(diǎn)破壞形態(tài)與試驗(yàn)現(xiàn)象基本一致。

3)節(jié)點(diǎn)延性隨著柱軸壓比的增大而降低，為保證地震作用下節(jié)點(diǎn)具有較好的變形能力，應(yīng)將柱軸壓比控制在0.60以下。

4)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)和柱端澆筑GHPFRCC可顯著提高節(jié)點(diǎn)延性和耗能能力，建議柱端GHPFRCC澆筑長度為600～800mm。

5)增大柱縱筋配筋率能夠有效提高節(jié)點(diǎn)抗剪承載力和柱抗彎剛度，有利于實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

6)在GHPFRCC裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)中采取外伸懸臂梁端和附加鋼筋的措施均可起到保護(hù)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的作用，但配置附加鋼筋時易在后澆區(qū)外側(cè)梁上形成薄弱區(qū)，應(yīng)注意采取增強(qiáng)措施，防止發(fā)生剪切破壞。