梁承受軸向拉力的框架節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理與抗震性能模擬研究.pdf

1、關(guān)于梁承受軸向拉力的框架節(jié)點(diǎn)抗震承載力的研究工作，目前國內(nèi)外都基本沒有研究經(jīng)驗(yàn)。著眼于工程設(shè)計(jì)實(shí)踐的需要，探討梁受拉框架節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理，并進(jìn)行深入的理論研究很有必要。
　　本文對(duì)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，提出在部分結(jié)構(gòu)中框架梁軸向拉力的存在，部分框架節(jié)點(diǎn)受力較為特殊，即特殊受力節(jié)點(diǎn)的存在性。采用ABAQ US有限元軟件建立了掉層結(jié)構(gòu)與普通框架結(jié)構(gòu)模型，對(duì)兩結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了罕遇地震下彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，著重

2、研究梁受拉框架節(jié)點(diǎn)與普通框架節(jié)點(diǎn)的受力情況及抗震性能，分析了兩結(jié)構(gòu)梁軸力、梁端縱筋、梁端混凝土、節(jié)點(diǎn)梁筋、節(jié)點(diǎn)柱筋、節(jié)點(diǎn)箍筋、節(jié)點(diǎn)混凝土抗震承載力的區(qū)別，反映兩節(jié)點(diǎn)受力情況以及兩節(jié)點(diǎn)抗震能力的差異。并在AB AQ US軟件中建立了梁軸拉力單因素對(duì)節(jié)點(diǎn)抗剪承載力影響的構(gòu)件模型，通過數(shù)值模擬分析方法對(duì)梁受軸拉力框架節(jié)點(diǎn)的抗震性能進(jìn)行研究。
　　本文的主要工作成果簡(jiǎn)述如下：
　?、僭贏B AQ US軟件中采用了結(jié)構(gòu)多尺度有限元計(jì)算

3、方法，建立了實(shí)體單元和梁?jiǎn)卧獌深悊卧?jié)點(diǎn)自由度藕合整體框架結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，提出了一種新的節(jié)點(diǎn)研究建模方式，并驗(yàn)證了其適用性。
　?、隍?yàn)證了在地震作用下普通節(jié)點(diǎn)核心區(qū)中斜壓桿機(jī)構(gòu)的存在，且在梁受拉框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)中桁架機(jī)構(gòu)、約束機(jī)構(gòu)與斜壓桿機(jī)構(gòu)同樣存在，說明普通受力節(jié)點(diǎn)中桁架機(jī)構(gòu)、約束機(jī)構(gòu)與斜壓桿機(jī)構(gòu)對(duì)梁受軸拉框架節(jié)點(diǎn)同樣適用，即梁受軸拉框架節(jié)點(diǎn)與普通框架節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理一致。
　?、鄣魧咏Y(jié)構(gòu)的梁端出鉸早于普通框架結(jié)構(gòu)，且鋼筋與混凝

4、土的破壞程度要嚴(yán)重，普通框架結(jié)構(gòu)的梁端出鉸破壞程度較輕微；梁受拉框架節(jié)點(diǎn)梁筋的受力明顯比普通框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)梁筋嚴(yán)重，且混凝土的塑性損傷較之先產(chǎn)生，且塑性損傷也較之嚴(yán)重。
　?、芰菏芾蚣芄?jié)點(diǎn)水平箍筋的受力明顯比普通框架結(jié)構(gòu)實(shí)體節(jié)點(diǎn)箍筋嚴(yán)重，兩節(jié)點(diǎn)水平箍筋均是平行受力方向箍肢應(yīng)力應(yīng)變大于垂直受力方向箍肢，且中間箍肢的應(yīng)力應(yīng)變大于旁邊的箍肢；混凝土塑性損傷時(shí)程曲線中可以看出梁受拉框架節(jié)點(diǎn)混凝土的塑性損傷比普通節(jié)點(diǎn)混凝土的塑性損傷先產(chǎn)生，

5、且塑性損傷值也較大。在梁存在軸向拉力的情況下，節(jié)點(diǎn)區(qū)混凝土處于柱方向受壓，梁軸拉力方向受拉，這一受力狀況導(dǎo)致了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土的抗剪承載力的下降，且隨著拉力的增加節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土發(fā)揮的抗剪作用越來越小。
　　⑤通過梁軸力對(duì)框架節(jié)點(diǎn)抗剪承載力影響的有限元分析，提出了調(diào)整梁承受軸向拉力的這類特殊受力框架節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力力計(jì)算公式，在框架梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震受剪承載力計(jì)算公式基礎(chǔ)上考慮梁軸拉力對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土項(xiàng)的抗剪承載力的折減，對(duì)于其中系