论文部分内容阅读
随着建筑造型和使用功能的不断多样化,框架结构中“大梁小柱”及“小梁大柱”等异型顶层端节点在工程中日益频繁出现,但国内外对此类异型节点研究较少。为检验我国现行规范的设计方法及构造措施对该类型节点的适用性,该文对“大梁小柱”顶层端节点进行了如下研究:①完成了2个节点高宽尺寸比例分别为2和2.5的近足尺的平面框架顶层异型端节点组合体KYJ-1和KYJ-2的低周反复加载试验。结合之前常规节点试验,就此类节点的抗震性能、破坏模式及受力机理进行对比分析。②简要阐述了有限元基本理论;基于大型通用有限元分析程序ABAQUS中的损伤塑性模型对两个试件KYJ-1和KYJ-2在单调加载及反复加载作用下进行了有限元模拟分析,在与试验结果对比分析的基础上,考查了节点尺寸变化、混凝土强度、纵筋强度、配箍率等因素对框架顶层异型端节点受力性能的影响。综合试验结果与有限元分析可得出以下主要结论:①对比常规节点,“大梁小柱”型顶层端节点在前期的受力机理及裂缝发育特征十分相似,但在受力后期的破坏模式和受理机理有明显的不同。且梁高与柱高比例越大,这种差异越显著。主要表现在节点区破坏部位不在节点对角区域而是转移到易产生粘结破坏的节点外侧或内侧。并且后期破坏不以剪切破坏为主,而是沿着粘结破坏面形成的薄弱面发生拉压式破坏。另外,当梁的刚度比柱的刚度大到一定程度时,组合体变形及破坏有可能只集中在刚度小的柱上端附近区域。②对比常规节点,剪压比相同时,“大梁小柱”型顶层端节点组合体的承载能力往往较大,节点内的锚固钢筋尤其是直锚钢筋与混凝土的粘结更容易发生破坏,加速了节点的破坏。这也导致了这类节点比常规节点的抗震性能稍差。③对影响节点受力因素的有限元参数分析表明: 1)混凝土强度等级的提高有利于组合体承载力及延性的提高而刚度也会略有提高,但提高的程度与节点尺寸及负弯矩筋的搭接方式等有关。2)当箍筋配置较少,不足以抗剪时,节点配箍特征值对节点承载力及延性影响较大;然而当节点箍筋满足抗剪要求时,箍筋数量及强度的提高对节点组合体承载力提高不显著,但对提高延性很有帮助;3)相同情况下,纵筋采用高强钢筋,将导致节点组合体刚度下降,变形加大。4)梁柱的偏心将引起节点承载力及延性的减小。