鋼筋混凝土異形柱框架頂層角節(jié)點抗震性能研究及非線性有限元分析.pdf

1、該文對鋼筋混凝土異形柱頂層角節(jié)點在低周反復荷載作用下的抗震性能進行了試驗研究,并在此基礎上對其進行了非線性有限元分析.具有重要的理論意義和工程應用價值.文中首先介紹了異形柱節(jié)點的重要性及頂層角節(jié)點的一般受力性能.然后研究了五個足尺的鋼筋混凝土框架結構頂層梁柱角節(jié)點在低周反復荷載下的試驗性能,其中一個柱的截面為h/b=3的矩形柱,其它四個柱為不同翼緣寬度的L形截面柱.試驗中觀察了開裂、0.2 mm裂縫、屈服、極限、破壞階段梁端位移及節(jié)點核

2、心和梁端應變數據等.在實測基礎上分析了各試件耗能、剛度和裂縫開展特征,并根據各階段梁端荷載、延性等抗震性能,計算得出了主要階段的節(jié)點核心剪力.最后在試驗基礎上對鋼筋混凝土L形柱節(jié)點進行了單調荷載下的平面非線性有限元分析,采用分離式有限元模型,混凝土單元為三角形單元,鋼筋單元為線單元,鋼筋與混凝土之間設雙彈簧粘結單元.混凝土采用非線性彈性本構模型中的Darwin-Pecknold正交異性本構模型.混凝土的破壞條件綜合考慮了混凝土抗壓強度的

3、軟化以及節(jié)點區(qū)混凝土的約束,采用了改進后的Kupfer-Gerstle二軸破壞準則.鋼筋的應力一應變關系采用了理想彈塑性模型.采用增量法作為非線性分析方法:并考慮了翼緣的影響.對鋼筋混凝土L形柱梁柱節(jié)點有限元分析的荷載-位移骨架曲線、梁端縱筋應變、核心剪力及核心箍筋應力-應變和粘結單元應力與試驗值進行了對比分析,結果表明,二者符合良好.并且得到了翼緣箍筋和混凝土參與節(jié)點核心工作的數學表達式,為將試驗結果擴展到一般不等肢柱節(jié)點抗震性能的計