钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点抗震性能及计算
毕业论文库：建筑土木 时间：2017-01-24 点击：
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地震荷载作用下,梁柱节点承受数倍于梁端和柱端的剪力,是框架结构中易受损部位。在梁柱节点中采用钢纤维混凝土是提高其抗震性能的有效方法,并可减少箍筋用量,降低施工难度和成本。本文通过2个普通高强混凝土梁柱节点、1个钢筋钢纤维混凝土梁柱节点和10个钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点的循环加载试验,提出了钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点受剪性能、恢复力性能和损伤特性的计算方法,有关结论为编制我国《钢纤维混凝土结构设计规程》行业标准提供了试验数据和理论依据。主要研究内容如下:(1)通过梁柱节点梁端循环加载试验,量测了梁柱节点的裂缝开展和分布、破坏特征、钢筋应变、梁端荷载-位移滞回曲线等,探讨了混凝土强度、柱端轴压比、节点核心区配箍率、钢纤维体积率及其掺入梁端长度对钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点抗震性能的影响。结果表明,钢纤维提高了梁柱节点的抗震性能,随钢纤维体积率的增加,梁柱节点滞回曲线愈加饱满,延性和耗能能力增强,刚度和承载力退化减缓。(2)结合收集到的国内外相关试验数据,探讨了柱端轴压比、节点核心区配箍率、钢纤维体积率和混凝土强度对钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点受剪承载力的影响。结果表明,随柱端轴压比、节点核心区配箍率、钢纤维体积率和混凝土强度的增大,梁柱节点受剪承载力提高。在此基础上,将试验研究与理论分析相结合,建立了考虑上述因素影响并与钢筋混凝土梁柱节点受剪承载力计算相衔接的钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法。(3)分析了梁柱节点的受力机理,钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点受剪机理为斜压杆-桁架机构的综合作用。将试验研究、理论分析与软化拉压杆模型、修正压力场理论和八面体强度模型相结合,分别建立了钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点受剪承载力模型和计算方法。(4)探讨了柱端轴压比、节点核心区配箍率和钢纤维体积率对梁柱节点恢复力性能的影响。结果表明,在梁柱节点中采用钢纤维混凝土,提高了梁柱节点的抗震性能;随钢纤维体积率、核心区配箍率和轴压比的增大,梁柱节点承载力和变形能力提高;柱端轴压比、钢纤维含量特征值和节点核心区配箍特征值对梁柱节点骨架曲线特征点、卸载刚度和承载力退化有较大的影响。在此基础上,提出了能够反映钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点恢复力特点的刚度退化三折线定点指向型恢复力模型。(5)将变形与累积能量耗散指标相结合,建立了循环荷载作用下钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤的计算模型,分析了影响钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点损伤的因素。结果表明,钢纤维体积率、核心区配箍率和柱端轴压比是影响钢筋钢纤维混凝土梁柱节点损伤性能的主要因素;在相同的循环加载次数下,梁柱节点损伤随钢纤维体积率、核心区配箍率和柱端轴压比的增大有减小的趋势;建立的循环荷载作用下钢筋钢纤维高强混凝土梁柱节点损伤计算模型能够较好反映梁柱节点损伤演化的特点,可用于描述此类节点的损伤演化过程。
