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在实际工程中,钢筋混凝土框架变梁异型节点广泛的存在于各类建筑结构中。此类变梁异型节点显著的特点在于连接柱两侧的梁截面高差较大,汶川地震后,事实证明变梁异型节点受力性能明显不同于常规节点。在工程设计中,节点区抗剪承载力是依据规范中给出的节点区柱两侧梁截面高度有高差时取平均值法来计算,这仅仅是从概念或者经验意义上考虑所得,缺乏充足的理论分析和试验数据,因此研究变梁异型节点在地震作用下的实际受力性能具有较大的理论意义和实用价值。
本文通过对变梁异型节点钢筋混凝土框架整体结构模型的分析,研究了节点核芯区剪切变形对结构整体受力性能的影响。着重对三个钢筋混凝土变梁异型节点构件进行了地震作用下的抗震性能研究。主要有以下几个方面的内容:
1、利用建筑结构分析与设计软件MIDAS对某一变梁异型节点的钢筋混凝土框架结构进行了反应谱分析,可以看出变梁异型节点的剪切变形对整个结构有较大的影响,当不考虑节点的剪切变形时,结构整体刚度较大,在地震作用下的损伤程度也较大。
2、利用通用有限元分析软件ANSYS,对变梁异型节点在梁端施加正反对称荷载作用时,节点区内混凝土的裂缝发展和破坏形态进行分析,看出节点区内裂缝发展都经历初裂、通裂、极限和破坏四个阶段,且随着梁高差的不断加大,变梁异型节点以小核芯区剪切破坏为主。
3、利用大型有限元分析软件ANSYS进行有限元数值计算,分别对大小梁高差、柱轴压比以及节点区内体积配箍率的变梁异型节点模型进行正反对称荷载模拟实验,研究了节点在梁端施加正反对称荷载作用时,节点区从混凝土开裂到钢筋屈服再到节点完全破坏的整个过程,比较分析了各模型在荷载作用下变梁异型节点的破坏形态及抗剪能力。
本文所做的工作旨在通过分析各种参数的改变对变梁异型节点受力性能的影响,对今后的研究和设计工作具有一定的参考价值。