配有高强钢筋的高强混凝土梁柱框架节点的抗震性能研究

摘要

高强混凝土（HRC）能够提高构件承载力，有效减少截面尺寸等优点，在高层建筑中有广泛的应用。然而，高强混凝土构件本身延性低于普通混凝土，抗震能力有待于提高。在地震区，高强混凝土变形能力不足的特点，严重制约其在土木工程中的应用。 本文主要目的是通过在结点核心区配置高强钢筋，通过横向约束作用，提高节点核心区混凝土的变形和承载能力，从而提高结点的抗震性能。采用理论分析、数值计算和试验验证相结合的方法，验证所提出方法的有效性。研究其受力过程和破坏机理；讨论节点核心区受剪的计算方法，并分析节点核心区剪力的分配情况；并讨论节点核心区配箍率、轴压比对其滞回曲线的影响；研究节点的延性性能和耗能能力；分析节点核心区混凝土、箍筋、梁柱纵筋的应力变化情况。全文包括试验、理论分析和FEM数值计算三部分。 本文的试验部分，通过对6个1：2缩尺梁柱节点试件在确定轴向压力荷载和竖向周期反复荷载作用下的试验，研究了采用1420级PC钢棒作箍筋和部分用作纵筋的C60和C90两个级别的高强混凝土节点的延性性能。试验的主要参变量有轴压比、箍筋（包括含箍特征值、箍筋间距、箍筋种类）、纵筋和混凝土强度等级等。试验考察了构件在高、低轴压比下的破坏形态，对柱加密区的箍筋应变、纵筋应变、塑性区混凝土的变形等进行了量测，并对试验结果进行了分析和比较。建立了强度计算公式。试验结果表明，通过设置高强钢筋的方法可以有效提高节点的变形和承载能力。 本文的理论分析部分，运用混凝土的基本理论，通过对实验所得的实验数据进行整理与分析，研究了高强钢筋高强混凝土框架节点的抗弯能力，抗裂能力以及抗剪能力，并给出了高强钢筋高强混凝土框架节点抗剪承载力计算经验公式。 本文的数值计算部分，运用非线性有限元分析的方法，以模型试验为分析对象，在建立桁架和刚架混合模型的基础上，对在反复荷载作用下的试件的受力和变形性进行了全过程分析。主要参数为轴压比、含箍特征值、箍筋间距、箍筋种类、纵筋种类等，得到全过程滞回曲线。进行了理论和试验结果的对比研究，结果表明，采用所提出的计算模型，可以有效模拟节点在地震作用下的受力全过程。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 概述

第二章 高强钢筋高强混凝土的基本理论

第三章 高强钢筋高强混凝土框架节点的试验

第四章 高强钢筋高强混凝土框架节点抗震性能分析

第五章 高强钢筋高强混凝土框架节点的数值分析

第六章 高强钢筋高强混凝土框架节点承载力分析

第七章 结论及展望

参考文献

致谢

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