豎向斜交網(wǎng)格筒結構鋼筋混凝土節(jié)點受力性能研究.pdf

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

2、力學性能，進而提出其設計計算方法是該類結構合理可靠設計建造的著力點之一。
　　考慮到豎向及水平荷載共同作用下斜交網(wǎng)格筒結構的立面交叉節(jié)點、空間匯交節(jié)點不同軸的兩成對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基本參數(shù)；考慮到平面受力的立面交叉節(jié)點、斜柱轉換節(jié)點以及三維受力的空間匯交節(jié)點的節(jié)點區(qū)混凝土將出現(xiàn)膨脹變形，以節(jié)點區(qū)體積配箍率作為第二個基本參數(shù)，設計制作了12個豎向斜交網(wǎng)格筒結構鋼筋混凝土節(jié)點。為獲得各類

3、節(jié)點試件的節(jié)點區(qū)由加載至破壞的全過程受力性能，實現(xiàn)“強斜柱，弱節(jié)點區(qū)”，對試件斜柱進行了內置型鋼或纏繞粘貼了CFRP布的加強措施。
　　考慮到常規(guī)試驗用加載架難以實現(xiàn)對平面及空間受力的節(jié)點試件加載與測試，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、楔形轉向塊等，實現(xiàn)了立面交叉節(jié)點、斜柱轉換節(jié)點兩類平面受力試件的試驗加載系統(tǒng)；基于平面受力試件加載系統(tǒng)，輔助以常規(guī)反力架，實現(xiàn)了對空間匯交節(jié)點試件的試驗加載系統(tǒng)。
　　

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