分散式配筋梁异形柱框架节点在低周反复荷载作用下的抗震性能研究

摘要

异形柱框架结构节点的抗震性能是结构体系在地震区应用中需要解决的关键问题之一,如何解决异形柱框架节点配筋多、施工困难、质量难以保证是当前该结构体系的主要问题之一,为此该文提出采用分散式配筋梁异形柱框架结构能够使核心区的构造简单,施工方便,保证核心区的工作性能,可以有效的解决实际工程问题,因此该课题研究具有重要的理论意义和实用价值.论文主要完成了以下三方面的研究工作:(1)进行了三组共6个异形柱框架顶层边节点、中节点、角节点组合体的低周反复加载试验,通过对节点核心区混凝土、节点水平箍筋、贯穿节点的梁端纵筋在不同受力阶段的精细量测以及梁端位移的数据采集,研究分散式配筋梁异形柱框架节点的抗震性能,根据试验对比分析研究了三组试件的破坏形态、初裂荷载、极限荷载、节点的滞回特性、延性、耗能性以及节点核心区的剪切变形等.(2)应用ADINA有限元软件分析分散式配筋梁框架节点组合体在单调荷载作用下的非线性特性,按不同分散配筋比例设计了三个系列共17个计算模型,其中L形截面柱框架节点为5个、T形截面柱框架节,点6个、十字形截面柱框架节点6个,根据对这17个计算模型的数据分析,分析计算模型的变形、承载能力、测点钢筋与混凝土的应力、应变情况等,提出了分散纵筋在不同分散比例条件下节点的承载力以及分散纵筋的比例范围.(3)研究了分散梁上纵筋在现浇板上的分布范围,该部分的研究设计了三个系列共12个计算模型,L形、T形、十字形截面柱节点各4个,根据对这12个计算模型的数据分析,研究测点钢筋应力、应变情况,提出了分散纵筋在板上的分布范围.最后综合试验和有限元非线性分析,对实际工程采用分散式配筋梁异形柱框结构分散纵筋的比例以及分散纵筋在板上分布范围提出了建议.通过以上三方面的系统研究,在异形柱框架体系当中取得了创新性成果.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

引 言

第一章文献综述

1.1国内对异形柱框轻结构体系的研究现状

1.2异形柱框架节点受力性能研究进展

第二章试验设计

2.1试件设计

2.3试件测点布置及观测

2.3试件制作

2.4试件加载装置和加载程序

第三章试验结果及分析

3.1试件破坏全过程及破坏形式

3.1.1屈服与破坏的确定

3.1.2试件试验全过程

3.2试件各种性能指标的分析

3.2.1节点的破坏形态

3.2.2延性及耗能性分析

3.2.3试验结果与分析

3.3试验结论

第四章应用ADINA有限元分析软件对分散式配筋梁异形柱框架结构节点进行非线性有限元分析

4.1引言

4.2钢筋与混凝土的本构关系

4.2.1钢筋的本构关系

4.2.2混凝土的本构关系

4.3模型设计

4 3.1应用结构分析软件ADINA的分析步骤

4.3.2加载方式及边界条件

4.3.3测点布置

4.3.4网格划分

4.4计算结果与试验结果对比分析

4.5分散配筋比例分析

4.5.1 L形截面柱分散配筋的分析

4.5.2 T形截面柱分散配筋的分析

4.5.3十形截面柱纵筋分散比例的分析

4.6分散纵筋作用在板上的分布范围的分析研究

4.6.1L形截面柱节点构件分散纵筋在板上的分布范围与板厚的关系

4.6.2T形截面柱节点构件分散纵筋在板上的分布范围与板厚的关系

4.6.3十字形截面柱节点分散纵筋在板上的分布范围与板厚的关系

第五章钢筋混凝土异形柱框架节点的理论分析

5.1顶层节点的传力机理及失效方式

5.1.1顶层节点的传力机理

5.1.2节点的失效方式

5.2异形柱框架节点的破坏特征和受力机理

5.2.1异形柱框架节点的破坏特征

5.2.2异形柱框架节点的受力机理

5.3分散式配筋梁异形柱框架节点传力机理

结 论

参考文献

在学研究成果

致 谢