高强轻骨料混凝土框架中节点受剪性能研究

摘要

轻骨料混凝土具有强重比高、耐火性能好等特点，是一种发展前景良好的绿色建筑材料。使用高强轻骨料混凝土可以减轻建筑物自重，减小地震反应，但也存在脆性显著，在往复荷载作用下易发生脆性破坏。框架节点作为梁和柱传力枢纽，是框架结构的关键部件和抗震的薄弱环节。因此，研究高强轻骨料混凝土框架节点的抗震性能是必不可少的。本文基于试验研究，采用理论分析和数值模拟相结合的方法，对高强轻骨料混凝土框架中节点的受剪性能进行了研究，主要包括以下内容：
　　(1)基于4个高强轻骨料混凝土框架节点往复加载试验，研究了高强轻骨料混凝土框架中节点的受剪性能。并基于我国规范(JGJ12-2006)、美国规范(ACI318-14、ACI352R-02)和欧洲规范(EC2)，计算了中节点试件的抗剪强度。研究表明基于美国规范和欧洲规范的受剪承载力计算值与试验值较为接近，而基于我国规范的计算结果相对保守。
　　(2)基于MCFT理论，建立高强轻骨料混凝土框架节点抗剪分析模型，并结合Attaalla抗剪模型和简化Attaalla抗剪模型，对本文和收集到的国内外共17组轻骨料混凝土框架节点试验试件进行受剪分析，与试验结果对比发现基于以上模型预测的节点试件抗剪强度值与试验值均吻合良好，MCFT模型可以较好地预测试件达到峰值应力前的受力行为， Attaalla模型考虑了混凝土的“受压软化”效应。
　　(3)基于有限元分析软件Abaqus完成了该类节点的有限元模拟。模拟得到的节点破坏过程和核心区剪应力结果与试验结果相吻合，滞回曲线无明显捏缩现象。在此基础上，研究了节点核心区配箍率和轴压比对该类节点抗剪性能的影响规律，研究表明，这两大因素对高强轻骨料混凝土框架节点的影响规律与普通混凝土框架节点相类似。
　　本文相关工作对了解轻骨料混凝土框架节点的破坏机理，保障地震区轻骨料混凝土框架的安全具有重要的理论意义和实用价值，促进了高强轻骨料混凝土这种绿色环保材料在框架结构中的推广应用。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 钢筋混凝土框架节点研究状况

1.3 轻骨料混凝土框架节点研究状况

1.4 本文主要工作

第二章 钢筋混凝土框架中节点抗剪理论研究

2.1 框架中节点核心区的受力过程

2.2 框架中节点的受力机理

2.3各国规范

2.4 本章小结

第三章 高强轻骨料混凝土框架中节点试验研究

3.1 试验概况

3.2 试件破坏过程

3.3 试验主要结果

3.4 中节点核心区抗剪承载力计算

3.5 本章小结

第四章 高强轻骨料混凝土框架中节点抗剪模型研究

4.1 修正斜压场理论

4.2 Attaalla模型

4.3 简化Attaalla模型

4.4 本章小结

第五章 高强轻骨料混凝土框架中节点有限元分析

5.1 Abaqus软件简介

5.2 有限元模型建立

5.3 有限元模拟与试验结果对比研究

5.4 中节点核心区抗剪强度影响因素分析

5.5 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢