考慮應(yīng)變率效應(yīng)的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)抗震性能研究.pdf

1、鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)在地震作用下受力情況復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)的抗震性能是影響結(jié)構(gòu)整體承載力和延性性能的重要因素。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震作用下的應(yīng)變率范圍一般為10-4～10-1，而混凝土和鋼筋為率敏感材料，因此不同應(yīng)變率下鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能不同。本文針對(duì)框架節(jié)點(diǎn)的抗震性能，進(jìn)行的研究工作和得到的主要結(jié)論如下:
　　(1)采用受剪通用分析模型和簡(jiǎn)化拉-壓桿模型對(duì)鋼筋混凝土框架中間節(jié)點(diǎn)在地震作用下的傳力機(jī)理和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了分析，并通過(guò)考慮

2、梁端往復(fù)荷載作用下梁受壓區(qū)混凝土高度，改進(jìn)了簡(jiǎn)化拉-壓桿模型設(shè)計(jì)方法，與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比證明改進(jìn)后模型預(yù)測(cè)的節(jié)點(diǎn)受剪承載力更加精確且偏于安全;
　　(2)進(jìn)行了平面框架中間節(jié)點(diǎn)組合體的抗震性能試驗(yàn)研究，重點(diǎn)研究了應(yīng)變率效應(yīng)對(duì)框架節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響以及高應(yīng)變率下軸壓比對(duì)框架節(jié)點(diǎn)受剪承載力的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明:梁端加載速度的提高，節(jié)點(diǎn)組合體的極限承載力提高，但是組合體在峰值荷載之后承載力迅速下降，強(qiáng)度和剛度退化對(duì)比擬靜態(tài)加載時(shí)嚴(yán)重，在較

3、低位移延性的情況下節(jié)點(diǎn)組合體即失去承載能力。梁端位移快速加載時(shí)，節(jié)點(diǎn)組合體的破壞情況比擬靜態(tài)加載時(shí)更嚴(yán)重，裂縫寬度大，裂縫分布集中，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)梁縱筋粘結(jié)退化情況不如擬靜態(tài)加載時(shí)嚴(yán)重，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪切變形大，組合體在破壞之前耗能更多;
　　(3)梁端加載速度提高，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)應(yīng)變率提高，對(duì)應(yīng)梁端位移加載速度為0.4mm/s、4mm/s和40mm/s時(shí)的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的應(yīng)變率分別為10-5、10-4和10-2，本文采用應(yīng)變率估算方法在試驗(yàn)開始

4、之前對(duì)試驗(yàn)應(yīng)變率進(jìn)行了設(shè)計(jì)。梁端快速加載時(shí)，柱身軸壓比的不同對(duì)節(jié)點(diǎn)組合體的承載力影響不大，但不同軸壓比下，節(jié)點(diǎn)組合體的破壞形態(tài)差別很大，在本次試驗(yàn)所進(jìn)行的軸壓比范圍內(nèi)，軸壓比的增大對(duì)節(jié)點(diǎn)組合體的抗震性能存在有利影響，能夠減小節(jié)點(diǎn)核心區(qū)裂縫寬度;
　　(4)采用ABAQUS中混凝土損傷塑性模型分析了節(jié)點(diǎn)組合體在不同加載速度時(shí)的抗震性能，分析結(jié)果表明快速加載情況下框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土應(yīng)力更高、破壞更嚴(yán)重;與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明，數(shù)值分析得

5、到的梁端荷載-位移滯回曲線的骨架曲線與試驗(yàn)骨架曲線的峰值荷載基本相同，快速加載時(shí)試件達(dá)到峰值荷載后承載力迅速下降的趨勢(shì)也與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，損傷塑性模型可以模擬框架節(jié)點(diǎn)的應(yīng)變率效應(yīng);
　　(5)規(guī)范公式計(jì)算結(jié)果、改進(jìn)模型預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比表明，上述現(xiàn)行節(jié)點(diǎn)受剪承載力設(shè)計(jì)方法計(jì)算值與擬靜態(tài)加載時(shí)試驗(yàn)結(jié)果接近，但均低于快速加載時(shí)節(jié)點(diǎn)受剪承載力試驗(yàn)結(jié)果。然而，將材料動(dòng)態(tài)強(qiáng)度直接應(yīng)用于現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)模型和本文第二章提出的改進(jìn)模型，計(jì)算