豎向斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)受力性能研究.pdf

1、豎向斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)是超高層筒中筒的外筒創(chuàng)新結(jié)構(gòu)型式，可實(shí)現(xiàn)建筑外觀與結(jié)構(gòu)體系較完美融合。由于豎向荷載及風(fēng)、地震等水平荷載作用下，豎向斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力主要表現(xiàn)為軸向力，外荷載組合下作為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的巨型斜柱主要承擔(dān)軸向壓力、巨型圍梁主要承擔(dān)軸向拉力，因此，豎向斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)宜采用可充分發(fā)揮材料性能的配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。由于此類結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)起著將巨型斜柱、巨型圍梁及相關(guān)子結(jié)構(gòu)連為整體的重要作用，因此，獲得斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)的

2、力學(xué)性能，進(jìn)而提出其設(shè)計(jì)計(jì)算方法是該類結(jié)構(gòu)合理可靠設(shè)計(jì)建造的著力點(diǎn)之一。
　　考慮到豎向及水平荷載共同作用下斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)的立面交叉節(jié)點(diǎn)、空間匯交節(jié)點(diǎn)不同軸的兩成對(duì)斜柱的軸力值存在差異，以等值加載或差值加載兩種加載方式作為第一個(gè)基本參數(shù)；考慮到平面受力的立面交叉節(jié)點(diǎn)、斜柱轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)以及三維受力的空間匯交節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土將出現(xiàn)膨脹變形，以節(jié)點(diǎn)區(qū)體積配箍率作為第二個(gè)基本參數(shù)，設(shè)計(jì)制作了12個(gè)豎向斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)。為獲得各類

3、節(jié)點(diǎn)試件的節(jié)點(diǎn)區(qū)由加載至破壞的全過程受力性能，實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)斜柱，弱節(jié)點(diǎn)區(qū)”，對(duì)試件斜柱進(jìn)行了內(nèi)置型鋼或纏繞粘貼了CFRP布的加強(qiáng)措施。
　　考慮到常規(guī)試驗(yàn)用加載架難以實(shí)現(xiàn)對(duì)平面及空間受力的節(jié)點(diǎn)試件加載與測試，以鋼箱環(huán)梁為自平衡加載系統(tǒng)支撐單元，輔助以斜向加載支柱、楔形轉(zhuǎn)向塊等，實(shí)現(xiàn)了立面交叉節(jié)點(diǎn)、斜柱轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)兩類平面受力試件的試驗(yàn)加載系統(tǒng)；基于平面受力試件加載系統(tǒng)，輔助以常規(guī)反力架，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間匯交節(jié)點(diǎn)試件的試驗(yàn)加載系統(tǒng)。
　　

4、通過模型試驗(yàn)，揭示了立面交叉節(jié)點(diǎn)、斜柱轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)、空間匯交節(jié)點(diǎn)試件中節(jié)點(diǎn)區(qū)的縱向壓縮變形、橫向膨脹變形、貫入縱筋應(yīng)力、核心混凝土應(yīng)力、箍筋應(yīng)力等發(fā)展規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，差值加載和等值加載對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響不大，各試件節(jié)點(diǎn)區(qū)均出現(xiàn)較大的橫向膨脹變形，破壞前穿越節(jié)點(diǎn)區(qū)的斜柱縱筋應(yīng)力均較大，節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)膨脹變形的約束效應(yīng)顯著。采用ABAQUS有限元軟件對(duì)試件進(jìn)行了非線性仿真分析，著重考察了三類試件混凝土、縱筋和箍筋等應(yīng)力發(fā)展與分布，驗(yàn)