采用梁混凝土浇筑的框架节点在低周反复荷载作用下的试验研究与分析

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在高层钢筋混凝土框架结构中,柱子一般采用较高强度等级的混凝土以满足柱截面尺寸不致过大且轴压比维持在规定限值以内等建筑和结构方面的要求。而对于以受弯为主的楼层梁板,过高的混凝土强度等级却是不需要且不适宜的,因而柱混凝土强度高于梁的情况较为普遍。在施工中,节点区通常采用柱混凝土浇筑,这对施工技术提出了较高的要求,存在支模困难、施工缝难以处理、施工质量不易保证等问题,节点核心区按梁板混凝土进行浇筑则成为工程界的一大需求。但目前国内对于节点区采用梁板混凝土浇筑这一施工方法尚缺少全面深入的研究,工程应用仅凭经验且为数尚少。 本次试验力图通过最基本的平面框架梁柱节点入手,探讨这一施工方法的可行性并发现可能存在的问题。基于此,本文有针对性的对轴压比、剪压比及梁柱混凝土强度级差进行控制,设计并完成了7个按梁混凝土强度浇筑的钢筋混凝土平面框架节点的低周反复加载试验,通过量测各试件节点区水平箍筋以及贯穿节点的梁、柱纵筋在不同受力阶段的应变等,综合分析了各个试件的延性、耗能性及梁柱纵筋的粘结退化状况,考察了节点核心区采用梁混凝土浇筑后对试件综合抗震性能的影响。得出的主要结论有: ① 采用梁混凝土浇筑节点核心区这一施工方案是可行的; ② 梁柱混凝土强度级差比对此类试件刚度退化和耗能性的影响较小。但级差比较低,同时轴压比较低的试件会使贯穿节点梁筋粘结过早退化,导致试件再加载刚度下降; ③ 试验证明,无论在何种组合下,剪压比的上升只会给此类组合体综合抗震性能带来“弊”的影响。本次试验表明,若需将位移延性保持在4.0的水准上,建议当剪压比超过0.34之后,节点区不宜采用梁混凝土强度等级浇筑; ④ 对于高轴压比、高剪压比共同作用下试件,试验证明: 1) 此类试件节点核心区及上、下柱距梁边缘约500范围内损伤严重; 2) 提高节点核心区配箍率对此类组合体耗能性的提高有一定的积极作用,但这种作用是有限的; ⑤ 梁筋贯穿段粘结特征对此类节点的综合抗震性能有较为明显的影响。结合普通梁柱节点的分析表明,规范规定的普通梁柱节点贯穿段梁筋直径的上限要求(d_b/h_c≤1/20)对于此类梁柱节点应适当加严; ⑥ 各试件在施加梁端反复荷载前,量测到节点上下柱筋应变普遍高于节点内柱筋应变,说明梁对节点区的侧向膨胀起到一定的约束作用,核心区轴向压力在
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