鋼筋混凝土框架異型中節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理及設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、目前，規(guī)范中關(guān)于節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)主要以常規(guī)節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)資料為依據(jù)，對(duì)異型節(jié)點(diǎn)的受力性能研究較少，只是停留在經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)上，異型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)缺乏較完善的理論基礎(chǔ)。因此，開展此類異型節(jié)點(diǎn)的研究工作具有較大的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。 本文針對(duì)大型火電廠鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的框架異型中節(jié)點(diǎn)(變梁截面、變柱截面)進(jìn)行研究。在試驗(yàn)(平面異型中節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)和整體模型空間異型中節(jié)點(diǎn)試驗(yàn))基礎(chǔ)上，采用大型通用有限元軟件ANSYS對(duì)平面異型中節(jié)點(diǎn)試件建立分離式模型，并進(jìn)行

2、了非線性有限元模擬分析。通過分析中節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁截面變化、節(jié)點(diǎn)上下柱截面變化、軸壓比、混凝土強(qiáng)度、節(jié)點(diǎn)核芯箍筋、直交梁約束效應(yīng)等因素對(duì)節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)抗剪性能的影響，結(jié)合試驗(yàn)與有限元分析的結(jié)果，探討了異型中節(jié)點(diǎn)(包括平面異型中節(jié)點(diǎn)和空間異型中節(jié)點(diǎn))的受力機(jī)理及破壞模式。平面異型中節(jié)點(diǎn)以小核芯為控制單元，節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)的受剪承載能力取決于小核芯區(qū)的混凝土強(qiáng)度、尺寸和配筋狀況。由于應(yīng)力擴(kuò)散，大核芯區(qū)對(duì)小核芯區(qū)具有約束作用，這種約束作用通過大核芯面積與小核

3、芯面積的比來反映，即大核芯區(qū)對(duì)小核芯區(qū)約束系數(shù)ξ1=1.2(A大/A小)-0.2(A大/A小)2。空間異型中節(jié)點(diǎn)與平面異型中節(jié)點(diǎn)相比，多了直交梁的約束作用，參考試驗(yàn)結(jié)果和常規(guī)節(jié)點(diǎn)的研究成果，認(rèn)為在地震荷載作用下，直交梁對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)的約束作用有限，建議不應(yīng)過高估計(jì)。同時(shí)，異型中節(jié)點(diǎn)可能發(fā)生四類破壞，即第一類破壞模式：小核芯區(qū)域的剪切破壞；第二類破壞模式：大小梁高差范圍內(nèi)的剪切破壞；第三類破壞模式：小梁梁端的彎曲破壞；第四類破壞模式：梁端屈服后

4、的小核芯區(qū)剪切破壞。第三類破壞模式是比較理想的破壞模式，符合“強(qiáng)柱弱梁”的抗震要求。第一類及第四類破壞模式均發(fā)生在小核芯區(qū)域，發(fā)生第一類還是第四類破壞，關(guān)鍵在于核芯區(qū)配箍量的多少。在異型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中要防止發(fā)生第一類和第四類的小核芯剪切破壞及第二類的大小梁高差范圍內(nèi)的剪切破壞，異型中節(jié)點(diǎn)是發(fā)生小核芯剪切破壞還是發(fā)生大小梁高差范圍內(nèi)的剪切破壞主要與小核芯面積、下柱的截面積及面積配箍率相關(guān)。 通過對(duì)異型中節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理及破壞模式的分析，結(jié)