預(yù)應(yīng)力混凝土水平加腋框架節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究及非線性分析.pdf

1、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)是受力較為復(fù)雜的部位，并且在抗震中具有非常重要的作用。自20世紀(jì)60年代開始，研究人員對(duì)框架節(jié)點(diǎn)在地震作用下的受力性能進(jìn)行了很多的試驗(yàn)和理論研究并制定了相應(yīng)的規(guī)范。但到目前為止，大部分的節(jié)點(diǎn)研究工作都是針對(duì)框架結(jié)構(gòu)中的常規(guī)節(jié)點(diǎn)，對(duì)于上海長(zhǎng)峰商城中大量使用的預(yù)應(yīng)力混凝土水平加腋框架節(jié)點(diǎn)則還未見報(bào)道。本文針對(duì)此類節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行了以下幾方面的研究： 首先通過6個(gè)按1/2比例縮尺的預(yù)應(yīng)力混凝土框架節(jié)點(diǎn)在低周反復(fù)荷載

2、作用下的試驗(yàn)研究，對(duì)加腋節(jié)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)在模擬地震作用下的破壞形態(tài)、滯回特性、特征荷載、延性以及耗能能力等抗震性能問題進(jìn)行了對(duì)比分析。研究表明，預(yù)應(yīng)力筋加腋節(jié)點(diǎn)具有良好的延性和耗能能力，其抗震性能不比普通預(yù)應(yīng)力節(jié)點(diǎn)差，能夠滿足抗震設(shè)防要求。針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土水平加腋框架節(jié)點(diǎn)中預(yù)應(yīng)力筋呈三維空間曲線分布特點(diǎn)，推導(dǎo)了幾種常見的空間多曲線型預(yù)應(yīng)力鋼索的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算方法。在節(jié)點(diǎn)模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文采用有限元程序ANSYS對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了非線性有限元

3、分析。通過對(duì)比分析荷載位移曲線、裂縫的發(fā)展以及破壞模式，有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果符合較好。有限元分析表明：在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)有一條很明顯的斜壓應(yīng)力帶，斜壓桿的傾斜角度為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)對(duì)角線的角度；節(jié)點(diǎn)核心區(qū)中間位置的壓應(yīng)力值較大，兩端應(yīng)力較??；預(yù)應(yīng)力穿柱試件中有效預(yù)應(yīng)力對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土的約束作用有利于混凝土抗壓強(qiáng)度的充分發(fā)揮，從而有利于提高節(jié)點(diǎn)的抗剪能力；節(jié)點(diǎn)區(qū)的混凝土第一主應(yīng)力最大值并不是發(fā)生在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的中部，在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)在沿柱方向上端部分較大

4、，下部分較小；在模型達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)，節(jié)點(diǎn)區(qū)中混凝土的最大拉應(yīng)力大于其軸心抗拉強(qiáng)度值，表明節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)部混凝土發(fā)生了開裂，但節(jié)點(diǎn)核心區(qū)并沒有形成通裂，同時(shí)混凝土并沒有達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度，開裂后節(jié)點(diǎn)核心區(qū)仍然能夠承受較大剪力，這時(shí)節(jié)點(diǎn)區(qū)的抗剪強(qiáng)度由混凝土和箍筋承擔(dān)，混凝土斜壓桿和鋼筋混凝土桁架模型兩種機(jī)理共同作用。 最后通過試驗(yàn)以及理論分析結(jié)果，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土水平加腋框架節(jié)點(diǎn)的抗震性能進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，并參考國(guó)內(nèi)外規(guī)范和相關(guān)的文獻(xiàn)資料，