探究高層建筑結構邊節點(diǎn)抗震性能的參考論文

　　1試驗概況

　　1.1試驗構件設計和制作

　　邊節點(diǎn)試驗構件取用承重框架梁柱反彎點(diǎn)之間的一個(gè)平面組合體，即“T字形”試件。為有效保證試件的澆筑質(zhì)量和垂直度，并與工程實(shí)際相符，全部試件均采用鋼模板、立模澆筑。邊節點(diǎn)構件柱子的截面尺寸為200mm×200mm，梁的截面尺寸為150mm×250mm，縱向受力鋼筋采用HRB400級，箍筋采用HPB235級。柱子的配筋率為1.13%，梁的配筋率為0.9%，所有構件配筋率和鋼筋的強度相同。為防止柱頭破壞，柱上、下兩端箍筋加密；節點(diǎn)核心區按照抗震要求對箍筋進(jìn)行了加密處理。本次試驗共包括7根試件，詳細的試驗構件概況如表1所示，構件的尺寸和配筋圖示，節點(diǎn)核心區采用柱混凝土的構件，施工縫留設在梁下部；節點(diǎn)核心區采用梁混凝土的構件，分別在梁上和梁下留設兩道施工縫，施工縫處澆筑時(shí)間間隔為2天（48小時(shí)）。

　　1.2試驗方法和加載裝置

　　采用低周反復試驗方法進(jìn)行研究，加載制度為力—位移混合控制加載，在開(kāi)始加載到構件屈服前采用力控制；構件屈服后，改用屈服位移的整數倍為級差作為回載控制點(diǎn)，每一位移下循環(huán)3次。在實(shí)際框架結構中，當作用水平荷載時(shí)，上柱反彎點(diǎn)可視為水平可移動(dòng)鉸，相應的下柱反彎點(diǎn)可視為固定鉸；而節點(diǎn)兩側梁的反彎點(diǎn)可視為水平可移動(dòng)鉸。這樣可以有兩種加載方案：一種是在柱端施加水平荷載或位移，這時(shí)梁能夠左右移動(dòng)而上下受到約束，產(chǎn)生剪力和彎矩。這種邊界條件比較符合實(shí)際結構中的受力狀態(tài)；另一種是將柱保持垂直狀態(tài)，在梁的自由端施加反復荷載或位移，此時(shí)邊界條件變?yōu)樯舷轮�反彎點(diǎn)為不動(dòng)鉸，梁反彎點(diǎn)為自由端。本次試驗采用的是柱端加載的方式，即采用在柱頂施加軸向力和水平力的方式進(jìn)行試本次試驗在東北電力大學(xué)結構試驗室進(jìn)行，采用美國MTS公司生產(chǎn)的MTS液壓式伺服加載系統進(jìn)行試驗，采用MTS動(dòng)態(tài)數據采集系統進(jìn)行數據采集。試驗自行設計了加載裝置，豎向加載裝置由反力架和1000kN數控電動(dòng)液壓伺服作動(dòng)器組成，水平加載裝置由反力墻和500kN數控電動(dòng)液壓伺服作動(dòng)器組成。試件垂直安放，為了保證柱的上、下兩端為理想的球鉸，在柱端設置了帶有滾動(dòng)軸的墊板，墊板上部為可轉動(dòng)的油壓千斤頂，柱下端為固定鉸支座；梁端由剛性連桿與地面鉸支座相連，保證梁端可以水平移動(dòng)但是不能垂直移動(dòng)。試驗加載裝置示意圖如圖2所示。

　　2邊節點(diǎn)試驗結果與分析

　　2.1破壞現象

　　邊節點(diǎn)構件BZ1為節點(diǎn)核心區采用梁中混凝土強度的構件，構件破壞圖片如圖3所示。構件初始裂縫出現在梁端第一箍筋處，正向開(kāi)裂荷載為10kN；反向開(kāi)裂荷載為20kN；裂縫擴展速度較快，裂縫區域主要集中在梁的端部范圍內，節點(diǎn)核心區只有少量細小的裂縫出現，沒(méi)有明顯破壞。構件最后在梁端形成塑性鉸，塑性鉸發(fā)展充分構件BZ1的柱子和梁的實(shí)際配合比相差2個(gè)強度等級，說(shuō)明當梁柱強度等級相差較小時(shí)，節點(diǎn)能夠滿(mǎn)足抗震設計要求。當延伸長(cháng)度為0.5h時(shí)，出現裂縫的范圍較��；當延伸長(cháng)度為1.5h時(shí)，出現裂縫的范圍較大；延伸長(cháng)度為h時(shí)，裂縫的范圍居兩者之間；同時(shí)，只有延伸長(cháng)度為0.5h時(shí)，在梁的根部出現了破壞裂縫。從開(kāi)裂荷載上看，延伸長(cháng)度為1.5h的構件開(kāi)裂荷載最大，說(shuō)明延伸長(cháng)度對梁的開(kāi)裂荷載有一定的影響。節點(diǎn)核心區均未產(chǎn)生明顯的破壞，這是由于所有構件均采用了“強節點(diǎn)，弱構件”的設計原則，節點(diǎn)核心區的箍筋做了加密，采用了柱子的混凝土強度澆筑節點(diǎn)核心區；與梁和柱子相比較，節點(diǎn)具有更好的抵抗低周反復荷載的能力。

　　2.2骨架曲線(xiàn)和滯回曲線(xiàn)不同軸壓比和不同延伸長(cháng)度下，邊節點(diǎn)核心區采用柱子混凝土強度的構件骨架曲線(xiàn)對比。軸壓比越大，滯回曲線(xiàn)的剛度也越大。在0.3和0.5軸壓比下，延伸長(cháng)度對骨架曲線(xiàn)的形態(tài)、屈服荷載和最大荷載都沒(méi)有顯著(zhù)影響，而延伸長(cháng)度為0.5h的試件，下降段更陡峭一些。光滑；軸壓比越大，滯回曲線(xiàn)的剛度也越大；從卸載曲線(xiàn)上看，主筋在節點(diǎn)存在一定量的滑移。其余邊節點(diǎn)構件的滯回曲線(xiàn)，均呈較光滑的梭形。

　　2.3承載力和延性性能分析邊節點(diǎn)構件的試驗結果，延性系數取用最大位移（即構件的最大承載力對應的位移）與屈服位移的比值，屈服位移由圖解法確定。從表2可以看出，在0.3軸壓比下，延伸長(cháng)度為1.5h時(shí)的延性性能最好，為3.26；延伸長(cháng)度為h時(shí)的延性性能稍差，為3.11；延伸長(cháng)度為0.5h時(shí)的延性性能最小，為2.53；延伸長(cháng)度對屈服荷載和最大荷載沒(méi)有顯著(zhù)影響。在0.5軸壓比下，延伸長(cháng)度為h時(shí)的構件延性性能最好，為2.73；為1.5h時(shí)的延性性能稍差，為2.41；為0.5h時(shí)的延性性能最小，為2.38。從試驗結果可見(jiàn)，延伸長(cháng)度為0.5h時(shí)，延性性能最差，隨著(zhù)延伸長(cháng)度的增加，延性性能增大。延伸長(cháng)度為1.5h時(shí)的試件最大荷載略高于其他構件，延伸長(cháng)度對屈服荷載沒(méi)有顯著(zhù)影響。從試驗結果可以看出，當構件所承受的軸壓比較低時(shí)，即使梁柱邊節點(diǎn)核心區采用強度較低的梁中混凝土，其承載能力仍能滿(mǎn)足要求，但是延性性能弱于節點(diǎn)核心區采用柱子混凝土強度的構件。

　　3結論

　�。�1）從破壞現象上看，試驗構件的破壞均為梁端的受彎破壞。當構件所承受的軸壓比較低時(shí)，即使邊節點(diǎn)核心區采用強度較低的梁中混凝土，其破壞形態(tài)仍為梁端受彎破壞，但是延性性能略有下降。

　�。�2）從試驗結果上看，柱子中高強混凝土在梁中的延伸長(cháng)度為1.5h時(shí)的承載能力和開(kāi)裂荷載最大，延伸長(cháng)度對屈服荷載沒(méi)有顯著(zhù)影響。

　�。�3）從延性性能上看，在0.3軸壓比下，延伸長(cháng)度為1.5h時(shí)的延性最好，為h時(shí)的延性稍差，為0.5h時(shí)的延性最小。在0.5軸壓比下，延伸長(cháng)度為h時(shí)的構件延性最好，為1.5h時(shí)的延性稍差，為0.5h時(shí)的延性最小。從試驗結果可見(jiàn)，延伸長(cháng)度為0.5h時(shí)，延性性能最差，隨著(zhù)延伸長(cháng)度的增加，延性性能增大。

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