預應力混凝土水平加腋框架節(jié)點抗震性能試驗研究及非線性分析.pdf

1、鋼筋混凝土框架結構梁柱節(jié)點是受力較為復雜的部位，并且在抗震中具有非常重要的作用。自20世紀60年代開始，研究人員對框架節(jié)點在地震作用下的受力性能進行了很多的試驗和理論研究并制定了相應的規(guī)范。但到目前為止，大部分的節(jié)點研究工作都是針對框架結構中的常規(guī)節(jié)點，對于上海長峰商城中大量使用的預應力混凝土水平加腋框架節(jié)點則還未見報道。本文針對此類節(jié)點，進行了以下幾方面的研究： 首先通過6個按1/2比例縮尺的預應力混凝土框架節(jié)點在低周反復荷載

2、作用下的試驗研究，對加腋節(jié)點和普通節(jié)點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行了對比分析。研究表明，預應力筋加腋節(jié)點具有良好的延性和耗能能力，其抗震性能不比普通預應力節(jié)點差，能夠滿足抗震設防要求。針對預應力混凝土水平加腋框架節(jié)點中預應力筋呈三維空間曲線分布特點，推導了幾種常見的空間多曲線型預應力鋼索的預應力損失計算方法。在節(jié)點模型試驗的基礎上，本文采用有限元程序ANSYS對節(jié)點進行了非線性有限元

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

4、，下部分較小；在模型達到屈服強度時，節(jié)點區(qū)中混凝土的最大拉應力大于其軸心抗拉強度值，表明節(jié)點核心區(qū)內(nèi)部混凝土發(fā)生了開裂，但節(jié)點核心區(qū)并沒有形成通裂，同時混凝土并沒有達到軸心抗壓強度，開裂后節(jié)點核心區(qū)仍然能夠承受較大剪力，這時節(jié)點區(qū)的抗剪強度由混凝土和箍筋承擔，混凝土斜壓桿和鋼筋混凝土桁架模型兩種機理共同作用。 最后通過試驗以及理論分析結果，對預應力混凝土水平加腋框架節(jié)點的抗震性能進行了綜合評價，并參考國內(nèi)外規(guī)范和相關的文獻資料，