鋼筋混凝土框架異型中節(jié)點(diǎn)抗剪承載力及ABAQUS非線性有限元分析.pdf

1、由于大跨、重載工業(yè)廠房及高層建筑結(jié)構(gòu)等現(xiàn)代建筑中廣泛存在鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn),且國(guó)內(nèi)外大量震害表明,此異型節(jié)點(diǎn)的受力特征明顯不同于常規(guī)節(jié)點(diǎn)。為直觀了解該類(lèi)節(jié)點(diǎn)的受力及傳力機(jī)理,對(duì)12個(gè)異型節(jié)點(diǎn)構(gòu)件進(jìn)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn),得到了異型節(jié)點(diǎn)構(gòu)件的破壞模式、受力機(jī)理、特征荷載和耗能能力,進(jìn)一步分析了節(jié)點(diǎn)抗剪承載力的影響因素。
　　在試驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用ABAQUS軟件對(duì)框架異型中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了非線性有限元模擬分析,計(jì)算結(jié)果顯示:在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)對(duì)角

2、線方向有很明顯的斜壓應(yīng)力帶,在小核心區(qū)域最大,且最大主應(yīng)力為壓應(yīng)力;節(jié)點(diǎn)區(qū)裂縫先出現(xiàn)在小核心區(qū),通裂后斜裂縫才在小核心外的大核心區(qū)出現(xiàn)并擴(kuò)展。而大小梁剛度相差較大的構(gòu)件節(jié)點(diǎn)區(qū)裂縫主要發(fā)生在沿大小梁高度差的區(qū)域內(nèi),主要沿著小梁上端部到大梁下端部的方向發(fā)生破壞(即沿核心區(qū)對(duì)角線BE向比另一對(duì)角線AD向破壞嚴(yán)重),斜裂縫單向分布,大核心對(duì)角線BE向裂縫分布密且主裂縫較寬;通過(guò)對(duì)比分析,構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理、破壞形態(tài)、裂縫發(fā)展以及荷載位移曲線,與

3、試驗(yàn)結(jié)果符合較好。
　　通過(guò)有限元軟件對(duì)特殊配筋構(gòu)造措施的構(gòu)件(J?11、J?12)進(jìn)行了加載過(guò)程受力分析,分析結(jié)果表明:采用梁垂直加腋措施后(構(gòu)件J?11),節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的混凝土得到了增加,且有效地轉(zhuǎn)移了梁端塑性鉸,從而減小了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)鋼筋與混凝土間的滑移,延緩或減少出現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)區(qū)的裂縫;小梁彎折鋼筋處由于應(yīng)力集中,在小梁與加腋交界處首先發(fā)生破壞,避免了節(jié)點(diǎn)區(qū)過(guò)早破壞;采用交叉彎折梁筋措施后(構(gòu)件J?12),有利于在加載初期轉(zhuǎn)移梁端

4、塑性鉸,相對(duì)提高梁對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的約束作用,待荷載增大后交叉彎折鋼筋轉(zhuǎn)移梁端塑性鉸效果不明顯,構(gòu)件的抗震性能沒(méi)有得到改善。
　　分別對(duì)平面異型中節(jié)點(diǎn)和空間異型中節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析,并參考北山和宏試驗(yàn)關(guān)于直交梁影響效應(yīng)的研究,可知直交梁對(duì)構(gòu)件節(jié)點(diǎn)區(qū)的約束作用不宜考慮過(guò)大,建議我國(guó)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010?2010)、抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011?2010)在滿足規(guī)范約束條件時(shí),基于規(guī)范(GB50010?2010、GB50011