自复位预应力装配结构体系研究进展
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江苏建筑 2019年第4期(总第19$期)
61
自复位预应力装配结构体系研究进展
徐建凯，黄小红
(常州工学院资产经营有限公司，江苏常州213000) :扌商 要］ 简要介绍了自复位结构的基本原理，回顾了自复位预应力预制装配结构的发展历程，包括概念的提出、试验验
证与应用#介绍国内外在预应力预制装配结构研究方面的最新研究成果，阐述了自复位结构的发展趋势，并对预应力预制 装配结构的后续研究进行展望$
大体 为3
段 :概念
研究、试验研究及最后的成果验证与规范撰写。
概念研究中提出“干性连接”这一概念，特别是采用预
应力作为装配手段后，预制装配结构在
大的非线性
变形后，因预应力筋的回弹，结构具有良好的自复位能力#
即最终残余变形很、（NIST（National Institute of Science and
预应力筋 有粘结段
\----------
预应力筋 无粘结段
!1 纤维材廟
J 预应力筋 无粘结段
图1 PRESSS推荐的4种干性连接方式
［收稿日期<2019-03-21
［作
<?建@匍任CD产经E有限公工程K#
按从事预应力混凝土结构的设计及0工研究（
62
连接方式得到较广泛的关注和应用，连接方式见图1#预应
筋的屈服，保证结构自复位的能力（
通过对NIST四阶段试验总结#PRESSS计划最终推荐 了4种干性连接方式叫如图1所示（其中后张有阻尼混合
有阻尼
先张装配
普通钢筋1普通钢筋
有毡结段
无粘结段
预有粘 应力结筋段——1无预应粘结力段筋
后张装配
普通钢筋
普通钢筋 砂粘结段
纤维材料
预应力筋 无粘结段
无阻尼 1-—---- 1
研究，针对不同的结构体系，提出多种新型的连接方式和节
点构，完成较多的试验研究和理论分析。本文旨在简要回
总结
在预应力预制装配结构体系 的研
究进展，介绍各种新型的节点连接方式和构造，以期供后来
研究
，并对今后的研究方向展望（
1国外学者对预应力预制装配结构的研究
1.1 美日 PRESSS 研究
PRESSS 计划 的整
从20世纪90年代起，为改变工业化生产的预制-装配 混凝土结构抗震性能不足的缺点，研究开发用于地震区的
多层预制体系结构形式#美日共同开展了 PRESSS（Precast
Seismic Structural Systems,预制装配式抗震结构体系）研究 计划叫在此期间提出了干性连接的概念，采用预应力作为
［关键词］ 预应力；预制；滞回曲线；滞回规则；试验 ［中图分类号］TU378.1 ［文献标志码］A ［文章编号＜1005-6270(2019)04-0061-05
Research Progress of the Self-Centering Prestressed Precast Structure System
1.2.1拉-压屈服原理
前文提到的后张有阻尼连接即是采用普通钢筋的拉压屈服耗能，这一连接方式在剪力墙中也得到应用#即采用
竖向预应力筋拼装剪力墙#在墙底与基础连接处 用普通
钢筋耗能〔13〕$
2001年#Ricles等〔14/在钢框架中采用预应力拼装技术#
并在节点处 用角钢耗能#节点构造如图4所示$预应力筋 与上下角钢共同抵抗梁端弯矩，梁端剪力主要由角钢承担$
XU Jian-kai HUANG Xiao-hong (Changzhou Institute of Technology, Asset Management Co., Ltd, Changzhou Jiangsu 213000 China)
Abstract: The basic mechanism of self -centering structures is int-ioduced. The development process of the prestressed precast structure is reviewed, including concept, test verification and application. The latest results on the research of prestressed structure is introduced and the research direction of the prestressed precast structure is pointed out. Key words: prestress; precast; hysteresis curve ; hysteresis rule; tests
回特性$ 图 3 给出 了 NIST 试
用
混合装配
节点的滞回曲线，可见节点最终的残余变形几乎为0$
(a)
(b)
(C)
图2理想化滞回曲线
江苏建筑 2019年第4期(总第198期) 中在耗能元件上，学者将耗能元件与预应力装配技术结合#
提出了不同的节点连接方式与构造$根据耗能元件的耗能
原理#主要分为以下2类：
Technology，美
）对这一装配方式
进行了
段的试验研究〔%电试验中不改进与创新，最
终认识到预应力筋“无粘结”的 （Байду номын сангаасriestley教授问指出由 于预应力筋在节点内和梁端一定范围内不与周围混凝土粘
结，结构产生较大变形时预应力筋仍可保持弹性，避免预应
力筋在梁柱结合面处的应力集中，从而可有效推迟预应力
力筋布置在梁截面形心处，梁柱连接部位设置普通钢筋，通
过钢筋屈服耗能$
Pampanin，S给出预应力预制装配节点理想化的滞回曲
线〔8〕,如图2所示，这也是预应力预制混合装配节点的设计
思想#(1)滞回曲线呈非线性弹性，表示预应力筋部分提供
的结构自复位的能力#(2)表示耗能元件的耗能#(3)表示预 应力筋部分与耗能元件的滞回曲线叠加构成混合结构的滞
装配手段的预制装配结构不同于传统的装配整体式结构#
具有自身独立的特性：（1）地震作用下结构损伤集中在连接
部位（大多集中在耗能
）,而梁柱构件本身损伤很小，
震
（将耗能元件更换即可）；（2）采用预应力筋作为
装配手段，震后结构的强度、刚度衰 ，残余变形小，具有
较强的自位能力°
近20年来，
预应力拼装结构进行较深入的
9 节点的 性能试
，参数 ：角钢厚％
角钢肢长、梁翼缘有无钢板、垫板、预应力初始张拉力等$试
61
自复位预应力装配结构体系研究进展
徐建凯，黄小红
(常州工学院资产经营有限公司，江苏常州213000) :扌商 要］ 简要介绍了自复位结构的基本原理，回顾了自复位预应力预制装配结构的发展历程，包括概念的提出、试验验
证与应用#介绍国内外在预应力预制装配结构研究方面的最新研究成果，阐述了自复位结构的发展趋势，并对预应力预制 装配结构的后续研究进行展望$
大体 为3
段 :概念
研究、试验研究及最后的成果验证与规范撰写。
概念研究中提出“干性连接”这一概念，特别是采用预
应力作为装配手段后，预制装配结构在
大的非线性
变形后，因预应力筋的回弹，结构具有良好的自复位能力#
即最终残余变形很、（NIST（National Institute of Science and
预应力筋 有粘结段
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预应力筋 无粘结段
!1 纤维材廟
J 预应力筋 无粘结段
图1 PRESSS推荐的4种干性连接方式
［收稿日期<2019-03-21
［作
<?建@匍任CD产经E有限公工程K#
按从事预应力混凝土结构的设计及0工研究（
62
连接方式得到较广泛的关注和应用，连接方式见图1#预应
筋的屈服，保证结构自复位的能力（
通过对NIST四阶段试验总结#PRESSS计划最终推荐 了4种干性连接方式叫如图1所示（其中后张有阻尼混合
有阻尼
先张装配
普通钢筋1普通钢筋
有毡结段
无粘结段
预有粘 应力结筋段——1无预应粘结力段筋
后张装配
普通钢筋
普通钢筋 砂粘结段
纤维材料
预应力筋 无粘结段
无阻尼 1-—---- 1
研究，针对不同的结构体系，提出多种新型的连接方式和节
点构，完成较多的试验研究和理论分析。本文旨在简要回
总结
在预应力预制装配结构体系 的研
究进展，介绍各种新型的节点连接方式和构造，以期供后来
研究
，并对今后的研究方向展望（
1国外学者对预应力预制装配结构的研究
1.1 美日 PRESSS 研究
PRESSS 计划 的整
从20世纪90年代起，为改变工业化生产的预制-装配 混凝土结构抗震性能不足的缺点，研究开发用于地震区的
多层预制体系结构形式#美日共同开展了 PRESSS（Precast
Seismic Structural Systems,预制装配式抗震结构体系）研究 计划叫在此期间提出了干性连接的概念，采用预应力作为
［关键词］ 预应力；预制；滞回曲线；滞回规则；试验 ［中图分类号］TU378.1 ［文献标志码］A ［文章编号＜1005-6270(2019)04-0061-05
Research Progress of the Self-Centering Prestressed Precast Structure System
1.2.1拉-压屈服原理
前文提到的后张有阻尼连接即是采用普通钢筋的拉压屈服耗能，这一连接方式在剪力墙中也得到应用#即采用
竖向预应力筋拼装剪力墙#在墙底与基础连接处 用普通
钢筋耗能〔13〕$
2001年#Ricles等〔14/在钢框架中采用预应力拼装技术#
并在节点处 用角钢耗能#节点构造如图4所示$预应力筋 与上下角钢共同抵抗梁端弯矩，梁端剪力主要由角钢承担$
XU Jian-kai HUANG Xiao-hong (Changzhou Institute of Technology, Asset Management Co., Ltd, Changzhou Jiangsu 213000 China)
Abstract: The basic mechanism of self -centering structures is int-ioduced. The development process of the prestressed precast structure is reviewed, including concept, test verification and application. The latest results on the research of prestressed structure is introduced and the research direction of the prestressed precast structure is pointed out. Key words: prestress; precast; hysteresis curve ; hysteresis rule; tests
回特性$ 图 3 给出 了 NIST 试
用
混合装配
节点的滞回曲线，可见节点最终的残余变形几乎为0$
(a)
(b)
(C)
图2理想化滞回曲线
江苏建筑 2019年第4期(总第198期) 中在耗能元件上，学者将耗能元件与预应力装配技术结合#
提出了不同的节点连接方式与构造$根据耗能元件的耗能
原理#主要分为以下2类：
Technology，美
）对这一装配方式
进行了
段的试验研究〔%电试验中不改进与创新，最
终认识到预应力筋“无粘结”的 （Байду номын сангаасriestley教授问指出由 于预应力筋在节点内和梁端一定范围内不与周围混凝土粘
结，结构产生较大变形时预应力筋仍可保持弹性，避免预应
力筋在梁柱结合面处的应力集中，从而可有效推迟预应力
力筋布置在梁截面形心处，梁柱连接部位设置普通钢筋，通
过钢筋屈服耗能$
Pampanin，S给出预应力预制装配节点理想化的滞回曲
线〔8〕,如图2所示，这也是预应力预制混合装配节点的设计
思想#(1)滞回曲线呈非线性弹性，表示预应力筋部分提供
的结构自复位的能力#(2)表示耗能元件的耗能#(3)表示预 应力筋部分与耗能元件的滞回曲线叠加构成混合结构的滞
装配手段的预制装配结构不同于传统的装配整体式结构#
具有自身独立的特性：（1）地震作用下结构损伤集中在连接
部位（大多集中在耗能
）,而梁柱构件本身损伤很小，
震
（将耗能元件更换即可）；（2）采用预应力筋作为
装配手段，震后结构的强度、刚度衰 ，残余变形小，具有
较强的自位能力°
近20年来，
预应力拼装结构进行较深入的
9 节点的 性能试
，参数 ：角钢厚％
角钢肢长、梁翼缘有无钢板、垫板、预应力初始张拉力等$试