發(fā)布時(shí)間：2019-01-28 19:42

【摘要】：隨著我國土木工程行業(yè)的高速發(fā)展,土木工程結(jié)構(gòu)正向大型化、多樣化發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、綠色環(huán)保和土木工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,普通強(qiáng)度鋼筋作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼主材的狀況已無法滿足上述需求,發(fā)展低成本高性能鋼筋并研究其工程應(yīng)用已成為迫切需要解決的課題。梁柱節(jié)點(diǎn)廣泛存在于房屋、橋梁等土木工程結(jié)構(gòu)中,它是保證結(jié)構(gòu)整體工作的重要構(gòu)件,在地震作用下,節(jié)點(diǎn)受到水平、豎向剪力和彎矩的共同作用,受力相當(dāng)復(fù)雜,并且一旦受到損傷很難修復(fù)。應(yīng)用HRB500E高性能鋼筋的混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能研究在國內(nèi)尚屬空白階段,因此,很有必要對(duì)高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的抗震性能進(jìn)行深入研究。 本文對(duì)3榀配置高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn),節(jié)點(diǎn)試件中鋼筋全采用水鋼開發(fā)研制的HRB500E高性能鋼筋,重點(diǎn)研究了在梁柱組合體中采用高性能鋼筋的工程可行性、優(yōu)越性和抗震性能。通過試驗(yàn)得到節(jié)點(diǎn)試件梁端力-位移滯回曲線、骨架曲線和延性系數(shù)等抗震性能特征值。研究了梁配筋率和節(jié)點(diǎn)配箍率對(duì)高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響。 根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象和抗震性能特征值可看出配置高性能鋼筋的梁柱節(jié)點(diǎn)組合體在低周往復(fù)荷載作用下,顯示出良好的延性和能量耗散性能,能滿足抗震設(shè)計(jì)要求。梁配筋率的增大可以顯著提高梁柱節(jié)點(diǎn)組合體的屈服荷載和極限荷載,但會(huì)增大其屈服位移,降低其延性。增大節(jié)點(diǎn)核心區(qū)配箍率可增大節(jié)點(diǎn)的剪切剛度,減小梁柱節(jié)點(diǎn)的屈服位移,從而提高其延性；增大節(jié)點(diǎn)核心區(qū)配箍率還可提高梁柱節(jié)點(diǎn)的能量耗散性能。節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋間距越小,剪切裂縫寬度越小,間距越小。通過試驗(yàn)現(xiàn)象可發(fā)現(xiàn)柱頂恒定軸壓力作用可延緩節(jié)點(diǎn)開裂時(shí)間,并使開裂方向往柱軸線方向偏離。通過對(duì)比3榀試件貫穿梁筋粘結(jié)滑移,梁筋直徑越小,其粘結(jié)錨固性能越好。高性能鋼筋用作節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋可充分發(fā)揮其屈服強(qiáng)度�！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)中規(guī)定橫向鋼筋用作受剪時(shí),其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值大于360MPa時(shí)應(yīng)取360MPa,而HRB500E高性能鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為435MPa,可見規(guī)范規(guī)定過于保守,可能導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)箍筋配置過剩,造成不必要的資源浪費(fèi)和施工上的困難。 擾動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)模型是在修正的斜壓場(chǎng)理論上進(jìn)行改進(jìn)而得到的一種模型,可以考慮裂縫間的剪切滑移效應(yīng),主要用于鋼筋混凝土構(gòu)件中應(yīng)力紊亂區(qū)的受剪分析。采用基于擾動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)模型的自編程序?qū)︿摻罨炷良羟邪暹M(jìn)行受剪分析,得到其抗剪強(qiáng)度,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：其抗剪強(qiáng)度計(jì)算值與試驗(yàn)值之平均比值為1.16,方差為0.11,吻合良好。從而驗(yàn)證了自編程序的準(zhǔn)確性與可靠性。采用基于擾動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)模型的自編程序?qū)︿摻罨炷亮褐?jié)點(diǎn)進(jìn)行受剪分析,得到其剪切應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與抗剪強(qiáng)度,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明；梁柱節(jié)點(diǎn)剪切應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,梁柱節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度計(jì)算值與試驗(yàn)值之平均比值為0.87,方差為0.23,吻合較好�；跀_動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)模型的自編程序可用于梁柱節(jié)點(diǎn)受剪行為分析。 采用OpenSees建立了高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)與普通鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)有限元模型,模型中beamColumnJoint單元的剪切塊分量可由基于擾動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)模型的自編程序定參。通過計(jì)算將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,梁端力-位移滯回曲線吻合良好,從而驗(yàn)證了所采用數(shù)值分析方法的合理性、準(zhǔn)確性和通用性。接著對(duì)高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了參數(shù)分析,分別研究梁配筋率、節(jié)點(diǎn)配箍率和軸壓比對(duì)高性能鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU375;TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張繼文;蔣朝文;;細(xì)晶高強(qiáng)鋼筋混凝土梁柱組合體抗震性能試驗(yàn)研究[J];工業(yè)建筑;2009年11期

2 劉鳴;邢國華;吳濤;劉伯權(quán);;基于MCFT理論的RC框架節(jié)點(diǎn)受剪性能研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2011年02期

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本文編號(hào)：2417255