十字形异形柱错层节点抗震性能试验研究

摘要

近年来，随着错层和异形柱短肢剪力墙结构的广泛应用，实际工程中也出现了较多的异形柱错层结构。异形柱错层节点是错层异形柱框架结构的薄弱部位，它的计算和设计是工程中急需解决的问题。根据笔者所查资料，目前这方面的研究基本上还是一个空白。 在已有普通异形柱节点和矩形柱错层节点试验分析的基础上，本文对4个十字形异形柱错层节点在小轴压比（0.05）下的抗震性能进行了试验研究。着重研究了在反复荷载作用下，节点错层高度、加载方向、节点剪压比及节点翼缘对错层节点抗震性能的影响；对<<天津市大开间住宅钢筋混凝土异形柱框轻结构技术规程>> (DB29-16-98)中有关异形柱节点承载力公式对‘延性节点’的适用性进行了讨论, 并与中华人民共和国行业标准<<混凝土异形柱结构技术规程>>（征求意见稿）节点计算公式方案二进行了对比分析；同时对十字形异形柱错层节点抗剪承载力的计算提出了设计建议。 通过试验和理论分析，得出了以下结论： 1.由于异形柱错层节点梁柱组合体中梁纵筋在节点区的锚固性能优于普通中间层中节点和矩形柱错层节点，从而使得异形柱错层节点在耗能性能上优于普通中间层中节点和矩形柱错层节点。 2. 剪压比过大是异形柱节点发生斜压破坏的根本原因，控制节点剪压比尤其是腹板剪压比具有重要的意义。 3. 以<<天津市大开间住宅轻框结构体系技术规程>>中节点承载力公式设计的试件在节点剪压比不大的情况下能够获得较好节点抗震性能。在节点剪压比不大的情况下，天津规程的节点承载力设计公式基本能够满足延性节点的要求。 4. 对于错层高度大于一个梁高的第二类与第三类异形柱错层节点，其受力性能接近中间层边节点，计算剪力取节点上下区剪力较大值，节点计算高度取相应的梁高；对于节点剪压比较大的第一类异形柱错层节点，计算节点的承载力时，节点计算高度可取整个节点高度，但节点计算剪力应取节点中部最大剪力并适当增大才能满足延性节点的要求。 5. 翼缘对限制节点裂缝的发展有一定的作用。当节点剪压比较大时，节点翼缘易于发生脆性的斜压破坏，翼缘对提高节点的极限变形能力没有太大的作用。