鋼筋混凝土框架異型中節(jié)點受力機理及設計方法研究.pdf

1、目前，規(guī)范中關于節(jié)點的設計主要以常規(guī)節(jié)點試驗資料為依據(jù)，對異型節(jié)點的受力性能研究較少，只是停留在經驗認識上，異型節(jié)點的設計缺乏較完善的理論基礎。因此，開展此類異型節(jié)點的研究工作具有較大的理論價值和實用價值。 本文針對大型火電廠鋼筋混凝土結構中出現(xiàn)的框架異型中節(jié)點(變梁截面、變柱截面)進行研究。在試驗(平面異型中節(jié)點試驗和整體模型空間異型中節(jié)點試驗)基礎上，采用大型通用有限元軟件ANSYS對平面異型中節(jié)點試件建立分離式模型，并進行

2、了非線性有限元模擬分析。通過分析中節(jié)點兩側梁截面變化、節(jié)點上下柱截面變化、軸壓比、混凝土強度、節(jié)點核芯箍筋、直交梁約束效應等因素對節(jié)點核芯區(qū)抗剪性能的影響，結合試驗與有限元分析的結果，探討了異型中節(jié)點(包括平面異型中節(jié)點和空間異型中節(jié)點)的受力機理及破壞模式。平面異型中節(jié)點以小核芯為控制單元，節(jié)點核芯區(qū)的受剪承載能力取決于小核芯區(qū)的混凝土強度、尺寸和配筋狀況。由于應力擴散，大核芯區(qū)對小核芯區(qū)具有約束作用，這種約束作用通過大核芯面積與小核

3、芯面積的比來反映，即大核芯區(qū)對小核芯區(qū)約束系數(shù)ξ1=1.2(A大/A小)-0.2(A大/A小)2?？臻g異型中節(jié)點與平面異型中節(jié)點相比，多了直交梁的約束作用，參考試驗結果和常規(guī)節(jié)點的研究成果，認為在地震荷載作用下，直交梁對節(jié)點區(qū)的約束作用有限，建議不應過高估計。同時，異型中節(jié)點可能發(fā)生四類破壞，即第一類破壞模式：小核芯區(qū)域的剪切破壞；第二類破壞模式：大小梁高差范圍內的剪切破壞；第三類破壞模式：小梁梁端的彎曲破壞；第四類破壞模式：梁端屈服后

4、的小核芯區(qū)剪切破壞。第三類破壞模式是比較理想的破壞模式，符合“強柱弱梁”的抗震要求。第一類及第四類破壞模式均發(fā)生在小核芯區(qū)域，發(fā)生第一類還是第四類破壞，關鍵在于核芯區(qū)配箍量的多少。在異型節(jié)點設計中要防止發(fā)生第一類和第四類的小核芯剪切破壞及第二類的大小梁高差范圍內的剪切破壞，異型中節(jié)點是發(fā)生小核芯剪切破壞還是發(fā)生大小梁高差范圍內的剪切破壞主要與小核芯面積、下柱的截面積及面積配箍率相關。 通過對異型中節(jié)點受力機理及破壞模式的分析，結