探究高層建筑結(jié)構(gòu)邊節(jié)點抗震性能的參考論文

第第頁探究高層建筑結(jié)構(gòu)邊節(jié)點抗震性能的參考論文1.1試驗構(gòu)件設(shè)計和制作

邊節(jié)點試驗構(gòu)件取用承重框架梁柱反彎點之間的一個平面組合體，即“T字形”試件。為有效保證試件的澆筑質(zhì)量和垂直度，并與工程實際相符，全部試件均采納鋼模板、立模澆筑。邊節(jié)點構(gòu)件柱子的截面尺寸為200mm×200mm，梁的截面尺寸為150mm×250mm，縱向受力鋼筋采納HRB400級，箍筋采納HPB235級。柱子的配筋率為1.13%，梁的配筋率為0.9%，全部構(gòu)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(jié)點核心區(qū)根據(jù)抗震要求對箍筋進行了加密處理。本次試驗共包括7根試件，具體的試驗構(gòu)件概況如表1所示，構(gòu)件的尺寸和配筋圖示，節(jié)點核心區(qū)采納柱混凝土的構(gòu)件，施工縫留設(shè)在梁下部；節(jié)點核心區(qū)采納梁混凝土的構(gòu)件，分別在梁上和梁下留設(shè)兩道施工縫，施工縫處澆筑時間間隔為2天〔48小時〕。

1.2試驗方法和加載裝置

采納低周反復(fù)試驗方法進行討論，加載制度為力—位移混合掌握加載，在開頭加載到構(gòu)件屈服前采納力掌握；構(gòu)件屈服后，改用屈服位移的整數(shù)倍為級差作為回載掌握點，每一位移下循環(huán)3次。在實際框架結(jié)構(gòu)中，當作用水平荷載時，上柱反彎點可視為水平可移動鉸，相應(yīng)的下柱反彎點可視為固定鉸；而節(jié)點兩側(cè)梁的反彎點可視為水平可移動鉸。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，這時梁能夠左右移動而上下受到約束，產(chǎn)生剪力和彎矩。這種邊界條件比較符合實際結(jié)構(gòu)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(fù)荷載或位移，此時邊界條件變?yōu)樯舷轮磸濣c為不動鉸，梁反彎點為自由端。本次試驗采納的是柱端加載的方式，即采納在柱頂施加軸向力和水平力的方式進行試本次試驗在東北電力高校結(jié)構(gòu)試驗室進行，采納美國MTS公司生產(chǎn)的MTS液壓式伺服加載系統(tǒng)進行試驗，采納MTS動態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集。試驗自行設(shè)計了加載裝置，豎向加載裝置由反力架和1000kN數(shù)控電動液壓伺服作動器組成，水平加載裝置由反力墻和500kN數(shù)控電動液壓伺服作動器組成。試件垂直安放，為了保證柱的上、下兩端為抱負的球鉸，在柱端設(shè)置了帶有滾動軸的墊板，墊板上部為可轉(zhuǎn)動的油壓千斤頂，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但是不能垂直移動。試驗加載裝置示意圖如圖2所示。

2邊節(jié)點試驗結(jié)果與分析

2.1破壞現(xiàn)象

邊節(jié)點構(gòu)件BZ1為節(jié)點核心區(qū)采納梁中混凝土強度的構(gòu)件，構(gòu)件破壞圖片如圖3所示。構(gòu)件初始裂縫消失在梁端第一箍筋處，正向開裂荷載為10kN；反向開裂荷載為20kN；裂縫擴展速度較快，裂縫區(qū)域主要集中在梁的端部范圍內(nèi)，節(jié)點核心區(qū)只有少量細小的裂縫消失，沒有明顯破壞。構(gòu)件最終在梁端形成塑性鉸，塑性鉸進展充分構(gòu)件BZ1的柱子和梁的實際協(xié)作比相差2個強度等級，說明當梁柱強度等級相差較小時，節(jié)點能夠滿意抗震設(shè)計要求。當延長長度為0.5h時，消失裂縫的范圍較??；當延長長度為1.5h時，消失裂縫的范圍較大；延長長度為h時，裂縫的范圍居兩者之間；同時，只有延長長度為0.5h時，在梁的根部消失了破壞裂縫。從開裂荷載上看，延長長度為1.5h的構(gòu)件開裂荷載最大，說明延長長度對梁的開裂荷載有肯定的影響。節(jié)點核心區(qū)均未產(chǎn)生明顯的'破壞，這是由于全部構(gòu)件均采納了“強節(jié)點，弱構(gòu)件”的設(shè)計原則，節(jié)點核心區(qū)的箍筋做了加密，采納了柱子的混凝土強度澆筑節(jié)點核心區(qū)；與梁和柱子相比較，節(jié)點具有更好的反抗低周反復(fù)荷載的力量。

2.2骨架曲線和滯回曲線不同軸壓比和不同延長長度下，邊節(jié)點核心區(qū)采納柱子混凝土強度的構(gòu)件骨架曲線對比。軸壓比越大，滯回曲線的剛度也越大。在0.3和0.5軸壓比下，延長長度對骨架曲線的形態(tài)、屈服荷載和最大荷載都沒有顯著影響，而延長長度為0.5h的試件，下降段更陡峭一些。光滑；軸壓比越大，滯回曲線的剛度也越大；從卸載曲線上看，主筋在節(jié)點存在肯定量的滑移。其余邊節(jié)點構(gòu)件的滯回曲線，均呈較光滑的梭形。

2.3承載力和延性性能分析邊節(jié)點構(gòu)件的試驗結(jié)果，延性系數(shù)取用最大位移〔即構(gòu)件的最大承載力對應(yīng)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，延長長度為1.5h時的延性性能最好，為3.26；延長長度為h時的延性性能稍差，為3.11；延長長度為0.5h時的延性性能最小，為2.53；延長長度對屈服荷載和最大荷載沒有顯著影響。在0.5軸壓比下，延長長度為h時的構(gòu)件延性性能最好，為2.73；為1.5h時的延性性能稍差，為2.41；為0.5h時的延性性能最小，為2.38。從試驗結(jié)果可見，延長長度為0.5h時，延性性能最差，隨著延長長度的增加，延性性能增大。延長長度為1.5h時的試件最大荷載略高于其他構(gòu)件，延長長度對屈服荷載沒有顯著影響。從試驗結(jié)果可以看出，當構(gòu)件所承受的軸壓比較低時，即使梁柱邊節(jié)點核心區(qū)采納強度較低的梁中混凝土，其承載力量仍能滿意要求，但是延性性能弱于節(jié)點核心區(qū)采納柱子混凝土強度的構(gòu)件。

3結(jié)論

〔1〕從破壞現(xiàn)象上看，試驗構(gòu)件的破壞均為梁端的受彎破壞。當構(gòu)件所承受的軸壓比較低時，即使邊節(jié)點核心區(qū)采納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(jié)果上看，柱子中高強混凝土在梁中的延長長度為1.5h時的承載力量和開裂荷載最大，延長長度對屈服荷載沒有顯著影響。

〔3〕從延性性能上看，在0.3軸壓比下，延長長度為1