抗震框架中间层中节点非弹性变形性能试验研究

发布时间：2017-08-27 03:02

  本文关键词：抗震框架中间层中节点非弹性变形性能试验研究

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【摘要】：国内外震害表明,钢筋混凝土框架结构节点区是保证结构抗震性能的关键部位,对框架结构在强震作用下具有足够刚度、较好延性和良好滞回耗能性能极为重要。目前国内外节点试验按照加载位置不同可分为柱端加载试验和梁端加载试验两种,但这两种不同的试验加载方法对节点区的受力性能和非弹性变形的影响方式目前并不十分清楚,未发现有对比试验或有限元分析专门研究过该问题。鉴于以上问题,本文按照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)设计了两个配置HRB400级纵筋和两个配置HRB500级纵筋的矩形截面柱中间层中节点的梁柱组合体试件,在节点区梁纵筋相对贯穿长度较大的条件下采用柱端加载的方式完成了低周交变加载试验。考察了组合体的抗震性能,对比了梁、柱纵筋分别配置HRB400级钢筋和HBR500级钢筋对组合体试件延性能力的影响,分析了各试件梁纵筋贯穿节点段的粘结滑移规律、节点剪切变形规律和组合体滞回耗能性能。然后,与搜集的相同参数的梁柱组合体试件但采用梁端加载方式进行试验得到的节点内梁纵筋滑移变形、节点剪切变形量测结果进行了对比。最后,采用本文的试验结果对本课题组基于收集的梁端加载梁柱组合体试验数据经拟合建立的梁端纵筋应力-滑移模型(以下称?-s模型)的预测结果进行了验证,并对?-s模型的适用性进行了评价。本文的主要研究结论如下:(1)四个柱端加载的梁柱组合体试件的抗震性能试验结果表明,配置强度较高的HRB500级纵筋会降低组合体试件的位移延性;增大梁纵筋节点区相对贯穿长度/ch d能比较明显地改善梁纵筋粘结性能,减缓梁纵筋屈服渗透和粘结退化,减小梁纵筋在节点区的滑移量;减小节点剪压比能减缓节点区混凝土损伤发展,推迟节点区斜向混凝土压溃进程,提高构件耗能能力。分析四个节点试验的节点区剪切变形、梁纵筋滑移和梁柱自身变形等三种成分对柱顶层间位移的贡献发现,随着柱端加载位移增大,节点区剪切变形和梁纵筋滑移的贡献均逐渐增大,梁柱自身弯曲及剪切变形的贡献逐渐减小。(2)两种加载方式分别得到的试验结果对比表明,梁端加载方式下节点区混凝土损伤更为严重,节点区裂缝多而密,柱端加载方式下节点区混凝土裂缝少而稀;两种加载方式下梁纵筋应变在峰值上大致相当,但柱端加载方式下的梁上部纵筋应力发展较为迟缓,其原因与柱端加载方式下梁下部纵筋先屈服之后梁上部纵筋才依次屈服有关。(3)对比分析结果表明,本文完成的四个柱端加载节点试验量测的梁纵筋滑移量、节点剪切变形均小于相同梁柱组合体试件的梁端加载试验得到的相应节点区非弹性变形,其原因与柱端加载方式下梁弯曲变形明显小于梁端加载方式下的梁弯曲变形有关。(4)基于Open Sees软件并采用悬臂梁模型进行计算获得梁纵筋应力?后,将其与本文量测的梁端纵筋粘接滑移实测结果进行对应组合,然后与?-s模型的预测结果进行比较发现,梁纵筋屈服后,柱端加载节点试验实测的梁纵筋滑移值比模型预测结果明显更小。本文主要创新点如下:(1)通过对比试验,本文得出了柱端加载节点试验和相同梁柱组合体试件的梁端加载试验对节点受力性能影响有所不同的结论,即柱端加载节点试验的节点区混凝土损伤发育均小于相同梁柱组合体试件的梁端加载试验。(2)通过对比试验,本文较为可靠地澄清了柱端加载节点试验量测的节点非弹性变形均小于相同梁柱组合体试件的梁端加载试验的梁纵筋粘结滑移量、节点区剪切变形试验结果的结论。(3)由于采用柱端加载的试验方式与梁柱节点在实际结构中的受力特征可能更接近,且本文量测的节点剪切变形、梁纵筋滑移与对应的梁端加载节点试验的试验结果存在差异,因此本课题组提出的仅采用梁端加载的钢筋混凝土节点试验数据建立的?-s模型用于实际框架结构时可能存在不可忽略的误差,需进一步修正。
【关键词】：钢筋混凝土 梁柱节点 试验方法 钢筋滑移 节点剪切变形
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375.4;TU352.11
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-14
• 主要符号14-15
• 1 绪论15-21
• 1.1 引言15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.3 本文研究目的18-19
• 1.4 本文研究内容19-21
• 2 试验设计和试验方案21-35
• 2.1 试验目的21
• 2.2 试件设计21-26
• 2.2.1 试件尺寸21
• 2.2.2 试件的配筋设计21-26
• 2.3 试验加载方案26-28
• 2.3.1 试验加载装置26-27
• 2.3.2 试验加载设备27
• 2.3.3 试验加载制度27-28
• 2.4 试验量测内容和方法28-35
• 2.4.1 量测内容28-29
• 2.4.2 量测方法29-33
• 2.4.3 数据采集33-35
• 3 试验现象和试验结果35-85
• 3.1 综合说明35-36
• 3.2 试件ZSJ-136-48
• 3.2.1 试件ZSJ-1 的试验现象36-40
• 3.2.2 试件ZSJ-1 的测量结果40-48
• 3.3 试件ZSJ-248-60
• 3.3.1 试件ZSJ-2 的试验现象48-53
• 3.3.2 试件ZSJ-2 的测量结果53-60
• 3.4 试件ZSJ-360-72
• 3.4.1 试件ZSJ-3 的试验现象60-65
• 3.4.2 试件ZSJ-3 的测量结果65-72
• 3.5 试件ZSJ-472-85
• 3.5.1 试件ZSJ-4 的试验现象72-77
• 3.5.2 试件ZSJ-4 的测量结果77-85
• 4 试验结果分析85-99
• 4.1 试验结果总述85-87
• 4.2 贯穿节点梁纵筋粘结退化规律87-89
• 4.3 贯穿节点梁纵筋滑移规律89-90
• 4.4 梁柱组合体变形规律90-95
• 4.5 梁柱组合体滞回特征95-97
• 4.6 本章小结97-99
• 5 加载方式对比与模型验证99-117
• 5.1 柱端加载试验与梁端加载试验对比99-110
• 5.1.1 梁柱组合体延性对比100-101
• 5.1.2 梁柱组合体损伤对比101-103
• 5.1.3 梁纵筋应变分布对比103-106
• 5.1.4 梁纵筋粘结滑移和节点剪切变形对比106-110
• 5.2 节点核心区非弹性变形模型验证110-117
• 5.2.1 模型简介110-113
• 5.2.2 基于柱端加载试验结果的模型验证113-117
• 6 结论与展望117-121
• 6.1 主要研究内容与结论117-118
• 6.2 本文创新点118
• 6.3 建议与展望118-121
• 致谢121-123
• 参考文献123-125
• 附录125-126
• A 梁端反力-滑移（P-S）滞回曲线125-126

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 杨红,白绍良;考虑节点内梁纵筋粘结滑移的结构弹塑性地震反应[J];土木工程学报;2004年05期

2 徐晓阳,马宏伟,张兴虎;平面十字形节点试验的总结[J];四川建筑科学研究;2003年03期

3 赵羽习,金伟良;钢筋与混凝土粘结本构关系的试验研究[J];建筑结构学报;2002年01期

4 吕西林,郭子雄,王亚勇;RC框架梁柱组合件抗震性能试验研究[J];建筑结构学报;2001年01期

5 白绍良;朱锡钧;周起敬;张祖涛;;钢筋混凝土框架顶层边节点在低周交变荷载下的受力性能初探[J];重庆建筑工程学院学报;1990年01期

6 唐九如;钢筋混凝土框架节点抗震设计[J];工业建筑;1988年03期

7 徐云扉,胡庆昌,陈玉峰,施昌,洪柏年,林绍钧,于洪;低周反复荷载下两跨三层钢筋混凝土框架受力性能的试验研究[J];建筑结构学报;1986年02期

8 钟益村,任富栋,田家骅;二层双跨钢筋混凝土框架弹塑性性能试验研究[J];建筑结构学报;1981年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨治洪;RC框架夹心节点抗震性能及设计方法研究[D];重庆大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨小乙;考虑节点内梁纵筋粘结滑移的试验及模拟方法研究[D];重庆大学;2014年

2 莫林辉;节点区非弹性变形的统计规律及对RC框架强震反应的影响[D];重庆大学;2013年

3 陈伟伟;轻型节能RCS组合结构非线性地震反应分析及抗震设计方法研究[D];华侨大学;2013年

4 崔俊;预应力钢丝绳加固RC框架节点抗震性能试验研究[D];华侨大学;2013年

5 武秀莹;配置500级纵筋的框架中间层中节点抗震性能试验及设计方法研究[D];重庆大学;2008年

6 刘轩;SRC柱-RC梁节点抗剪性能及节点加固试验研究[D];华侨大学;2008年

7 王焕杰;外包钢套法加固混凝土框架节点抗震性能试验研究[D];同济大学;2008年

8 葛宏亮;配置HRB500钢筋框架中间层中节点抗震性能试验研究[D];重庆大学;2007年

9 朱爱萍;高轴压比高剪压比框架矩形及圆形柱中间层中节点抗震性能试验研究[D];重庆大学;2005年

10 余瑜;钢筋混凝土梁柱组合体在低周交变加载下的滞回规律模拟分析[D];重庆大学;2003年

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本文编号：744038