鋼筋混凝土框架異型中節(jié)點抗剪承載力及ABAQUS非線性有限元分析.pdf

1、由于大跨、重載工業(yè)廠房及高層建筑結(jié)構(gòu)等現(xiàn)代建筑中廣泛存在鋼筋混凝土框架異型節(jié)點,且國內(nèi)外大量震害表明,此異型節(jié)點的受力特征明顯不同于常規(guī)節(jié)點。為直觀了解該類節(jié)點的受力及傳力機(jī)理,對12個異型節(jié)點構(gòu)件進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗,得到了異型節(jié)點構(gòu)件的破壞模式、受力機(jī)理、特征荷載和耗能能力,進(jìn)一步分析了節(jié)點抗剪承載力的影響因素。
　　在試驗基礎(chǔ)上,采用ABAQUS軟件對框架異型中節(jié)點進(jìn)行了非線性有限元模擬分析,計算結(jié)果顯示:在節(jié)點核心區(qū)對角

2、線方向有很明顯的斜壓應(yīng)力帶,在小核心區(qū)域最大,且最大主應(yīng)力為壓應(yīng)力;節(jié)點區(qū)裂縫先出現(xiàn)在小核心區(qū),通裂后斜裂縫才在小核心外的大核心區(qū)出現(xiàn)并擴(kuò)展。而大小梁剛度相差較大的構(gòu)件節(jié)點區(qū)裂縫主要發(fā)生在沿大小梁高度差的區(qū)域內(nèi),主要沿著小梁上端部到大梁下端部的方向發(fā)生破壞(即沿核心區(qū)對角線BE向比另一對角線AD向破壞嚴(yán)重),斜裂縫單向分布,大核心對角線BE向裂縫分布密且主裂縫較寬;通過對比分析,構(gòu)件節(jié)點的受力機(jī)理、破壞形態(tài)、裂縫發(fā)展以及荷載位移曲線,與

3、試驗結(jié)果符合較好。
　　通過有限元軟件對特殊配筋構(gòu)造措施的構(gòu)件(J?11、J?12)進(jìn)行了加載過程受力分析,分析結(jié)果表明:采用梁垂直加腋措施后(構(gòu)件J?11),節(jié)點核心區(qū)的混凝土得到了增加,且有效地轉(zhuǎn)移了梁端塑性鉸,從而減小了節(jié)點核心區(qū)鋼筋與混凝土間的滑移,延緩或減少出現(xiàn)在節(jié)點區(qū)的裂縫;小梁彎折鋼筋處由于應(yīng)力集中,在小梁與加腋交界處首先發(fā)生破壞,避免了節(jié)點區(qū)過早破壞;采用交叉彎折梁筋措施后(構(gòu)件J?12),有利于在加載初期轉(zhuǎn)移梁端

4、塑性鉸,相對提高梁對節(jié)點核心區(qū)的約束作用,待荷載增大后交叉彎折鋼筋轉(zhuǎn)移梁端塑性鉸效果不明顯,構(gòu)件的抗震性能沒有得到改善。
　　分別對平面異型中節(jié)點和空間異型中節(jié)點進(jìn)行分析,并參考北山和宏試驗關(guān)于直交梁影響效應(yīng)的研究,可知直交梁對構(gòu)件節(jié)點區(qū)的約束作用不宜考慮過大,建議我國現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010?2010)、抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011?2010)在滿足規(guī)范約束條件時,基于規(guī)范(GB50010?2010、GB50011