鋼筋混凝土框架頂層異型端節(jié)點抗震性能的試驗研究及有限元分析.pdf

1、隨著建筑造型和使用功能的不斷多樣化，框架結(jié)構(gòu)中“大梁小柱”及“小梁大柱”等異型頂層端節(jié)點在工程中日益頻繁出現(xiàn)，但國內(nèi)外對此類異型節(jié)點研究較少。為檢驗我國現(xiàn)行規(guī)范的設(shè)計方法及構(gòu)造措施對該類型節(jié)點的適用性，該文對“大梁小柱”頂層端節(jié)點進行了如下研究：
　　 ①完成了2個節(jié)點高寬尺寸比例分別為2和2.5的近足尺的平面框架頂層異型端節(jié)點組合體KYJ-1和KYJ-2的低周反復(fù)加載試驗。結(jié)合之前常規(guī)節(jié)點試驗，就此類節(jié)點的抗震性能、破壞模式及

2、受力機理進行對比分析。
　　 ②簡要闡述了有限元基本理論；基于大型通用有限元分析程序ABAQUS中的損傷塑性模型對兩個試件KYJ-1和KYJ-2在單調(diào)加載及反復(fù)加載作用下進行了有限元模擬分析，在與試驗結(jié)果對比分析的基礎(chǔ)上，考查了節(jié)點尺寸變化、混凝土強度、縱筋強度、配箍率等因素對框架頂層異型端節(jié)點受力性能的影響。
　　 綜合試驗結(jié)果與有限元分析可得出以下主要結(jié)論：
　　 ①對比常規(guī)節(jié)點，“大梁小柱”型頂層端節(jié)點在前

3、期的受力機理及裂縫發(fā)育特征十分相似，但在受力后期的破壞模式和受理機理有明顯的不同。且梁高與柱高比例越大，這種差異越顯著。主要表現(xiàn)在節(jié)點區(qū)破壞部位不在節(jié)點對角區(qū)域而是轉(zhuǎn)移到易產(chǎn)生粘結(jié)破壞的節(jié)點外側(cè)或內(nèi)側(cè)。并且后期破壞不以剪切破壞為主，而是沿著粘結(jié)破壞面形成的薄弱面發(fā)生拉壓式破壞。另外，當(dāng)梁的剛度比柱的剛度大到一定程度時，組合體變形及破壞有可能只集中在剛度小的柱上端附近區(qū)域。
　　 ②對比常規(guī)節(jié)點，剪壓比相同時，“大梁小柱”型頂層端

4、節(jié)點組合體的承載能力往往較大，節(jié)點內(nèi)的錨固鋼筋尤其是直錨鋼筋與混凝土的粘結(jié)更容易發(fā)生破壞，加速了節(jié)點的破壞。這也導(dǎo)致了這類節(jié)點比常規(guī)節(jié)點的抗震性能稍差。
　　 ③對影響節(jié)點受力因素的有限元參數(shù)分析表明：1）混凝土強度等級的提高有利于組合體承載力及延性的提高而剛度也會略有提高，但提高的程度與節(jié)點尺寸及負(fù)彎矩筋的搭接方式等有關(guān)。2）當(dāng)箍筋配置較少，不足以抗剪時，節(jié)點配箍特征值對節(jié)點承載力及延性影響較大；然而當(dāng)節(jié)點箍筋滿足抗剪要求時，