轴线变位柱节点抗震性能研究

摘要

传统的现浇整体式框架柱由于是上下层柱轴线贯通，节点具有良好的传力性能，其研究成果也较为完善。而对于杭州市市民中心主体工程而言，为了在上部某层边柱柱顶“搁置”支座，而将该层以上层(不包括该层)的边柱做位移处理，于是形成了上下层柱轴线在同一垂直剖面内偏移的新型结构——轴线变位柱，而在上下层轴线变位柱以及梁之间则形成了新型节点——轴线变位柱节点。在ETABS有限元软件中，建立带有轴线变位柱节点的整体框架简体结构，通过参数的不断变换对轴线变位柱节点的传力方式、抗震性能等进行初步的探索和研究，并对其放置位置、对整体结构抗震性能的影响等进行了初步的分析和讨论，同时利用SATWE有限元软件对其结论进行比对和验证。在此基础上，通过缩尺的轴线变位柱节点模型的低周反复试验，对其传力方式、抗震性能等做进一步较深入的分析和研究。参考异型节点有关试验和理论分析的成果，我们发现轴线变位柱节点在地震荷载下同样存在“大核心”和“小核心”这一情况。同时，根据试验结果并结合中国规范中框架节点的抗震设计我们提出了轴线变位柱节点的抗震设计公式。针对轴线变位柱节点特殊的传力方式和抗震性能，我们提出了增加偏移上柱锚固长度的结构处理方式，并对其长度值进行了初步的探索以应用于工程实际。最后，对进一步工作的方向做了简要的讨论。关键词：轴线变位柱节点，ETABS，有限元，SATWE，传力方式，抗震性能，异型节点，大核心，小核心，锚固长度

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1工程概述

1.2框架节点抗震基本原理

1.2.1节点的破坏形式

1.2.2节点的剪切机理

1.2.3节点的粘结和锚固

1.3影响节点受力性能的因素

1.4节点抗震性能标准

1.5本课题的主要研究内容

第2章轴线变位柱整体模型的有限元分析

2.1 ETABS有限元软件

2.2 ETABS整体模型的建立和分析

2.2.1轴线变位柱整体模型的建立

2.2.2轴线变位柱整体模型的分析与结论

2.3 SATWE整体模型的建立和分析

2.3.1 PKPM与SATWE

2.3.2 SATWE对ETABS分析结果的验证

第3章轴线变位柱节点抗震性能试验

3.1试验目的

3.2试验设计

3.2.1试件的形状和尺寸

3.2.2试件制作

3.2.3试验装置

3.2.4加载制度及试验方法

3.2.5试验量测的内容及方法

3.3试验结果

3.3.1试件破坏形态描述

3.3.2试验主要数据

第4章轴线变位柱节点试验结果分析

4.1轴线变位柱节点基本性能分析

4.1.1试件承载能力对比分析

4.1.2轴线变位柱节点传力方式分析

4.1.3轴线变位柱节点破坏特点分析

4.2试件钢筋荷载—应变曲线及其分析

4.2.1梁纵筋

4.2.2上柱纵筋

4.2.3下柱纵筋

4.2.4核心区箍筋

4.3试验结果抗震性能分析

4.3.1滞回曲线

4.3.2骨架曲线

4.3.3延性系数

4.3.4刚度退化

4.3.5耗能能力

4.3.6节点核心区剪切变形

第5章轴线变位柱节点的理论分析

5.1偏移上柱锚固长度的理论分析

5.1.1偏移上柱锚固长度

5.1.2锚固长度与偏移侧梁高的关系

5.2轴线变位柱节点的受力机理

5.3轴线变位柱节点抗剪公式的确定

5.3.1节点剪力设计值

5.3.2节点受剪承载力计算

第6章结论与展望

6.1结论

6.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

附录

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果