多種框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗震性能的研究

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1、多種框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗震性能的研究　　摘要本文對(duì)混凝土框架節(jié)點(diǎn)，型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)和矩形鋼管混凝土框架節(jié)點(diǎn)的滯回曲線進(jìn)行分析，比較3種框架節(jié)點(diǎn)的抗震性能，分析結(jié)果對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震、構(gòu)造措施以及框架材料的選用具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞型鋼混凝土框架；鋼管混凝土框架；延性系數(shù)；滯回特性　　　　0引言　　鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是建筑工程中應(yīng)用最早的框架結(jié)構(gòu)，近年來隨著建筑工程技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中包括型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)和矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，人們將這兩種結(jié)構(gòu)應(yīng)用于新型框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中。框架結(jié)構(gòu)的水平抗側(cè)移剛度比較差，屬于柔性結(jié)構(gòu)，在水平

2、地震荷載作用下常常發(fā)生較大位移。一旦位移值超過結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的限值，即發(fā)生非結(jié)構(gòu)性破壞。但是柔性框架結(jié)構(gòu)在承受水平地震荷載過程中是個(gè)耗散能量的過程，本文通過對(duì)3種結(jié)構(gòu)的滯回曲線和包絡(luò)線進(jìn)行分析比較，探討它們對(duì)耗散地震能量以及結(jié)構(gòu)延性性能的影響?！　?種結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究　　矩形鋼管混凝土框架節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究多種框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗震性能的研究　　摘要本文對(duì)混凝土框架節(jié)點(diǎn)，型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)和矩形鋼管混凝土框架節(jié)點(diǎn)的滯回曲線進(jìn)行分析，比較3種框架節(jié)點(diǎn)的抗震性能，分析結(jié)果對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震、構(gòu)造措施以及框架材料的選用具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞型鋼混凝土框架；鋼

3、管混凝土框架；延性系數(shù)；滯回特性　　　　0引言　　鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是建筑工程中應(yīng)用最早的框架結(jié)構(gòu)，近年來隨著建筑工程技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中包括型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)和矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，人們將這兩種結(jié)構(gòu)應(yīng)用于新型框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的水平抗側(cè)移剛度比較差，屬于柔性結(jié)構(gòu)，在水平地震荷載作用下常常發(fā)生較大位移。一旦位移值超過結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的限值，即發(fā)生非結(jié)構(gòu)性破壞。但是柔性框架結(jié)構(gòu)在承受水平地震荷載過程中是個(gè)耗散能量的過程，本文通過對(duì)3種結(jié)構(gòu)的滯回曲線和包絡(luò)線進(jìn)行分析比較，探討它們對(duì)耗散地震能量以及結(jié)構(gòu)延性性能的

4、影響?！　?種結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究　　矩形鋼管混凝土框架節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究　　矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)采用鋼材為Q235B，采用四塊鋼板拼焊而成，混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C40。采用強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土是為了增強(qiáng)鋼管和混凝土之間的粘結(jié)，混凝土中加入適量的膨脹劑，以抵消混凝土收縮帶來的不利影響。本試驗(yàn)采用的擬精力加載，試驗(yàn)軸壓比設(shè)計(jì)為，豎向荷載通過液壓千斤頂加載。試驗(yàn)開始階段豎向荷載一次加載到預(yù)定位移值，然后水平方向施加周期性反復(fù)荷載，每一個(gè)周期內(nèi)施加荷載時(shí)，在屈服前采用荷載控制加載，屈服后采用屈服位移的倍數(shù)控制加載。在反復(fù)加載的過程中，框架節(jié)點(diǎn)附近梁端先受壓鼓曲，后受

5、拉成平面。在最后一級(jí)荷載循環(huán)中，頂板和底板出現(xiàn)不可恢復(fù)的鼓曲變形，被拉開裂，裂縫向側(cè)板中心擴(kuò)展。頂板，底板和側(cè)板之間的焊縫開裂，內(nèi)部混凝土被壓碎破壞。此時(shí)，水平荷載降低至極限荷載的%~50%，試驗(yàn)終止。　　型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究　　本試驗(yàn)采用裝配整體式型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)，即在工廠預(yù)制型鋼混凝土梁和型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)將節(jié)點(diǎn)和梁進(jìn)行組裝，具有施工簡(jiǎn)便、速度快的特點(diǎn)。同時(shí)為了避免梁端部的非線性變形擴(kuò)散到框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)從而引起框架節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的開裂，對(duì)于離梁端部一定距離處采取了翼緣狗骨式削弱，從而使塑性鉸現(xiàn)在狗骨式削弱部位出現(xiàn)。梁端型鋼腹

6、板采用高強(qiáng)螺栓連接，鋼筋采用套管連接。試件型鋼翼緣到混凝土表面的距離是100mm，箍筋的混凝土保護(hù)層厚度是50mm。試驗(yàn)裝置采用豎向液壓加載器和水平反力墻反力架裝置。豎向先給柱施加荷載到預(yù)定位移，然后豎向給梁端部附近施加周期性反復(fù)荷載。試件屈服之前采用　　荷載控制加載，每一級(jí)荷載正反向各施加一次，試件屈服后采用屈服位移的倍數(shù)進(jìn)行位移控制加載，每級(jí)荷載反復(fù)施加3次，循環(huán)到最大荷載為極限荷載的85%，即認(rèn)為試件破壞，試驗(yàn)終止。　　2種結(jié)構(gòu)的滯回性能分析研究　　在一個(gè)周期內(nèi)的一個(gè)方向的加載過程中，試件經(jīng)歷了線性，彈性階段，然后是屈服階段，接著是強(qiáng)化階段

7、和破壞階段。在第一個(gè)循環(huán)的正向加載過程中，試件經(jīng)歷了線性階段和彈性階段之后，進(jìn)入屈服階段，屈服后進(jìn)入強(qiáng)化階段的中間過程時(shí)突然卸載，試件有一部分殘余變形，然后反向加載，試件同樣經(jīng)歷線性階段，彈性階段和屈服階段進(jìn)入強(qiáng)化階段，未達(dá)極限荷載時(shí)再卸載，試件在原有殘余變形基礎(chǔ)上累加一部分殘余變形。然后再進(jìn)行第二次循環(huán)加載，第三次循環(huán)加載知道試件發(fā)生破壞。由于第一次循環(huán)加載過程中試件已經(jīng)發(fā)生了一部分彈塑性變形，累積了一定量的彈塑性損傷，第二次加載過程中試件的剛度下降，強(qiáng)度下降。在荷載變形曲線上表示為第二次循環(huán)的拐點(diǎn)值比第一次循環(huán)降低，荷載變形曲線的斜率降低，則

8、表明其剛度減小。每一次循環(huán)加載的正向加載卸載曲線或者反向加載卸載曲線和橫軸包圍成的閉合線稱為滯回曲線。鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)在反復(fù)荷載的作用