考慮應變率效應的鋼筋混凝土框架節(jié)點抗震性能研究.pdf

1、鋼筋混凝土框架節(jié)點在地震作用下受力情況復雜，節(jié)點的抗震性能是影響結構整體承載力和延性性能的重要因素。鋼筋混凝土結構在地震作用下的應變率范圍一般為10-4～10-1，而混凝土和鋼筋為率敏感材料，因此不同應變率下鋼筋混凝土框架節(jié)點的力學性能不同。本文針對框架節(jié)點的抗震性能，進行的研究工作和得到的主要結論如下:
　　(1)采用受剪通用分析模型和簡化拉-壓桿模型對鋼筋混凝土框架中間節(jié)點在地震作用下的傳力機理和設計方法進行了分析，并通過考慮

2、梁端往復荷載作用下梁受壓區(qū)混凝土高度，改進了簡化拉-壓桿模型設計方法，與試驗結果的對比證明改進后模型預測的節(jié)點受剪承載力更加精確且偏于安全;
　　(2)進行了平面框架中間節(jié)點組合體的抗震性能試驗研究，重點研究了應變率效應對框架節(jié)點抗震性能的影響以及高應變率下軸壓比對框架節(jié)點受剪承載力的影響，試驗結果表明:梁端加載速度的提高，節(jié)點組合體的極限承載力提高，但是組合體在峰值荷載之后承載力迅速下降，強度和剛度退化對比擬靜態(tài)加載時嚴重，在較

3、低位移延性的情況下節(jié)點組合體即失去承載能力。梁端位移快速加載時，節(jié)點組合體的破壞情況比擬靜態(tài)加載時更嚴重，裂縫寬度大，裂縫分布集中，節(jié)點核心區(qū)梁縱筋粘結退化情況不如擬靜態(tài)加載時嚴重，節(jié)點核心區(qū)剪切變形大，組合體在破壞之前耗能更多;
　　(3)梁端加載速度提高，節(jié)點核心區(qū)應變率提高，對應梁端位移加載速度為0.4mm/s、4mm/s和40mm/s時的節(jié)點核心區(qū)的應變率分別為10-5、10-4和10-2，本文采用應變率估算方法在試驗開始

4、之前對試驗應變率進行了設計。梁端快速加載時，柱身軸壓比的不同對節(jié)點組合體的承載力影響不大，但不同軸壓比下，節(jié)點組合體的破壞形態(tài)差別很大，在本次試驗所進行的軸壓比范圍內，軸壓比的增大對節(jié)點組合體的抗震性能存在有利影響，能夠減小節(jié)點核心區(qū)裂縫寬度;
　　(4)采用ABAQUS中混凝土損傷塑性模型分析了節(jié)點組合體在不同加載速度時的抗震性能，分析結果表明快速加載情況下框架節(jié)點核心區(qū)混凝土應力更高、破壞更嚴重;與試驗結果對比表明，數值分析得

5、到的梁端荷載-位移滯回曲線的骨架曲線與試驗骨架曲線的峰值荷載基本相同，快速加載時試件達到峰值荷載后承載力迅速下降的趨勢也與試驗結果基本吻合，損傷塑性模型可以模擬框架節(jié)點的應變率效應;
　　(5)規(guī)范公式計算結果、改進模型預測結果與試驗結果的對比表明，上述現(xiàn)行節(jié)點受剪承載力設計方法計算值與擬靜態(tài)加載時試驗結果接近，但均低于快速加載時節(jié)點受剪承載力試驗結果。然而，將材料動態(tài)強度直接應用于現(xiàn)行規(guī)范設計模型和本文第二章提出的改進模型，計算