带钢支撑的钢筋混凝土梁柱节点性能研究

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地震灾害是众多自然灾害中较为常见的,而在国内外的诸多地震灾害中,很多结构遭到严重破坏是由于框架结构节点处的强度较薄弱而造成的。为了减轻地震灾害,各国的学者致力于框架节点的抗震性能的研究。由于支撑杆件承受轴向拉压力,并通过楼板的变形协调作用与框架共同工作,以及框架-支撑结构体系有以下两个优点:一是提高结构侧移刚度;二是减小框架底部薄弱层的剪力,从而形成两道抗震防线。因此框架-支撑体系在高层建筑结构的应用中极为广泛。虽然规范为了保证节点的强度和延性也采取了相应的措施,并且对节点抗震能力的计算方法也提出了许多设计建议。但是对于框架-支撑体系的梁柱节点细部研究相对较少,因此本文引入带钢支撑的钢筋混凝土框架,对其节点的受力性能进行有限元分析研究。主要进行了以下工作:1.在理论知识方面,本文首先阐述了钢筋混凝土梁柱节点的其破坏形态、核心区剪力设计以及核心区钢筋的连接和锚固等;叙述了预埋件及中心支撑的各种类型计算及构造要求。2.选用有限元程序ABAQUS来分析本文模型,钢筋采用理想弹塑性模型,混凝土采用损伤塑性模型,采用分离式建模。为了研究预埋件对支撑以及节点影响特设置不同预埋件构造方案,然后选择最适合本模型的方案;分析研究了支撑对于梁柱节点的影响。3.分别对带有钢支撑梁柱节点和普通梁柱节点进行有限元模拟计算,将两者的应力、应变以及梁端反力进行对比,从而深入研究钢支撑对梁柱节点受力性能的影响;设置不同的轴压比,研究在不同轴压比的作用下,钢筋混凝土梁柱节点的主压应变和节点应力分布的变化。结果表明:不同的预埋件构造方案对梁柱节点应力分布、裂缝、变形影响比较显著,并且在梁柱节点处设置支撑时预埋件对节点静力性能影响较大,一方面梁开裂位置处在远离梁柱节点区的位置,具体在梁上预埋件边缘位置;另一方面梁上混凝土首先开裂,也就是塑性铰先在梁端产生,有效的阻止节点核心区的剪切破坏。同时,在不同轴压比作用下节点核芯区主压应变和节点应力的变化是不同的。本文的研究内容及成果对今后带有支撑的钢筋混凝土梁柱节点的设计和施工有一定的参考价值。
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