高强混凝土异形柱框架节点抗震性能研究

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本文对高强钢筋混凝土异形柱中间层角节点在低周反复荷载作用下的抗震性能进行了试验研究,探索了高强混凝土异形柱节点的受力性能和变形特征,具有重要的理论意义和工程应用参考价值。首先介绍了异形柱节点的重要性及中间层角节点的一般受力性能,然后研究了四个高强钢筋混凝土异形柱框架结构中间层梁柱角节点在低周反复荷载下的受力及延性性能,首先,轴压比作为变化参数,以考察轴压比对节点裂缝的开展与形成、节点的破坏机理以及轴压比对节点抗剪性能的影响;其次,节点体积配箍率作为变化参数,以考察节点体积配箍率对节点抗剪性能的影响;最后由纤维高强混凝土与高强混凝土两个L形试件进行比较分析,以考察纤维高强混凝土对节点抗剪性能的影响。同时,对L形节点的抗震性能,其中包括节点抗裂以及节点延性进行了研究。试验中观察了开裂、屈服、极限、破坏阶段梁端位移及节点核心和梁端应变数据等,在实测基础上分析了各试件延性和裂缝开展特征,并根据各阶段梁端荷载,计算得出了主要阶段的节点核心剪力。通过试验分析,得出了梁端塑性铰区的曲率延性系数,并以此分析了高强混凝土异形柱结构的延性。对L形柱节点的初裂剪切强度也作了研究,修正了相关的L形柱节点的初裂剪切强度计算公式。另外在试验分析中还发现,《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ149-2006)中的异形柱节点抗剪承载力计算公式不完全适用于高强混凝土异形柱节点,该公式中对于轴压比影响的考虑不符合高强混凝土异形柱节点抗剪性能的特点,本文在试验的基础上,对轴压比在高强混凝土异形柱节点中的影响进行了分析,提出了适合于高强混凝土L形柱节点的抗剪承载力的计算公式。最后通过有限元分析软件ANSYS对节点进行了分析,主要考察裂缝发展机理、节点应力状态以及轴压比对节点承载力的影响。经过分析得到了高强混凝土异形柱节点承载力在不同轴压比情况下的变化规律,也验证了试验分析所提出的节点承载力公式的正确性。
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