采取改进措施的夹芯节点抗震性能试验研究

摘要

高层建筑中柱混凝土强度高于梁是普遍存在的，施工中节点区混凝土若按柱子混凝土来浇筑，在支模、施工缝、施工质量等施工技术方面都存在一定的困难，按梁混凝土浇筑节点区(夹芯节点)被认为是解决这类问题的有效途径，为此需对夹芯节点采取一些特殊措施予以改进，以满足承载能力和变形需求。本文通过一个约束和三个在节点核芯区采取不同改进措施的中间层中节点的足尺构件的低周交变加载试验，研究此类约束和改进措施的夹芯节点的抗震性能。构件按《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)设计，着重研究了此类夹芯节点在偏高的剪压比、轴压比、级差(柱梁混凝土强度比)的不利情况下，节点在约束和采取改进措施时，构件的失效模式、受力性能、梁筋的粘结滑移、改进措施的受力特征及组合体的滞回耗能和刚度退化等。主要结论如下： ①直交梁对原有的节点区提供了较强的约束能力，减小了节点的剪切变形，增强了节点的抗震性能。 ②当节点核芯区混凝土强度不及柱子混凝土强度一半，即级差比小于0.5时，建议宜采取相应的改进措施，并对核芯区加以验算。 ③在中等偏高的剪压比、轴压比、级差的不利情况下，加X筋的夹芯节点不仅增强了节点的抗剪能力，而且显著减小了节点的剪切变形，达到了传统框架节点水平，加X筋是夹芯节点一种有效的改进措施，当实际工程中出现箍筋太密不便设计和施工时，可以采取用X筋来代替部分箍筋。 ④核芯区加插短钢筋，能有效降低核芯区轴压比，提高构件延性。 ⑤采取改进措施的夹芯节点，梁筋滑移引起的梁端挠度高于传统框架节点。 ⑥梁筋的粘结滑移是此类夹芯节点需要关注的一个问题。试验表明，在高剪压比、高级差时，梁筋粘结退化快，刚度退化快，滑移严重。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>/D≤1/20)对于此类梁柱节点应适当加严，宜控制在d<,b>/D≤1/25以上。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究意义

1.2节点传力机理

1.3采取改进措施的夹芯节点研究现状及分析

1.3.1国外研究现状及分析

1.3.2国内研究现状及分析

1.4本文的研究目的及研究内容

2试验介绍

2.1试验目的

2.2构件设计

2.2.1构件尺寸

2.2.2构件配筋

2.3试验加载方案及加载制度

2.3.1加载装置

2.3.2加载制度

2.4量测内容和量测方法

2.4.1量测内容

2.4.2量测方法

3试验现象和主要量测结果

3.1直交梁约束构件JL-1

3.1.1构件JL-1参数

3.1.2构件JL-1的试验现象

3.1.3构件JL-1的主要测量结果

3.2改进措施构件JX-1

3.2.1构件JX-1参数

3.2.2构件JX-1的试验现象

3.2.3构件JX-1的主要测量结果

3.3改进措施构件JX-2

3.3.1构件JX-2参数

3.3.2构件JX-2的试验现象

3.3.3构件JX-2的主要测量结果

3.4改进措施构件JDJ

3.4.1构件JDJ参数

3.4.2构件JDJ的试验现象

3.4.3构件JDJ的主要测量结果

4试验结果分析

4.1试验结果的总述

4.2直交梁约束节点受力性能分析

4.3改进措施在节点中的受力性能分析

4.3.1改进措施设计思路

4.3.2改进措施的受力性能分析

4.4贯穿节点梁筋的粘结性能及滑动特征

4.4.1梁筋的粘结性能

4.4.2实测梁筋滑移量分析

4.4.3各构件梁筋滑移对比

4.4.4梁筋滑移规律总结

4.5梁筋滑移引起的梁端位移

4.6组合体变形特征

4.6.1节点剪切变形的计算方法

4.6.2梁、柱及节点变形在梁端总变形中所占的比例

4.6.3组合体变形对应的层间位移角

4.7组合体的滞回耗能特征

4.8改进措施计算公式

4.8.1 X筋改进措施计算公式

4.8.2短钢筋改进措施计算公式

5结语

5.1本文的主要结论

5.2存在的主要问题及对后续研究工作的建议

致 谢

参考文献

附 录