偏心荷载作用下中柱节点冲切破坏后受力性能试验研究_易伟建
循环荷载作用下核心型钢混凝土梁柱节点的性能研究的开题报告
循环荷载作用下核心型钢混凝土梁柱节点的性能研究的开题报告一、研究背景钢筋混凝土结构在建筑中得到广泛的应用，但受制于其自由变形受限的性质，难以应对重大地震等自然灾害带来的挑战。
因此，研究新型结构材料并相应地设计适应力学特性的结构体系成为当前研究的热点之一。
其中，核心型钢混凝土梁柱节点作为钢筋混凝土结构的重要组成部分，具有抗震性能优异、承载能力强、耐久性好等特点。
然而，对于核心型钢混凝土梁柱节点在循环荷载作用下的性能研究还相对较少，因此有必要对其性能进行深入研究。
二、研究内容与目的本研究主要针对核心型钢混凝土梁柱节点在循环荷载作用下的力学特性进行研究。
具体包括以下内容：1. 对核心型钢混凝土梁柱节点进行结构设计，考虑节点在循环荷载作用下的受力情况。
2.对核心型钢混凝土梁柱节点在不同荷载水平下的耗能性能、韧度、延性等方面进行试验研究。
3.通过试验和理论分析，探究核心型钢混凝土梁柱节点在不同荷载水平下的破坏机制。
4.结合试验和理论分析结果，评估核心型钢混凝土梁柱节点的抗震性能，为其在实际工程中的应用提供依据。
三、研究方法和方案1.结构设计与制作：首先进行核心型钢混凝土梁柱节点的结构设计，确定关键参数并制作梁柱节点模型。
2.循环荷载试验：在实验室内利用万能材料试验机对制作好的核心型钢混凝土梁柱进行循环荷载试验，记录其变形、破坏等情况。
3.理论分析：利用有限元软件和其他理论分析方法，对试验数据进行处理和分析，确定核心型钢混凝土梁柱节点的力学性能。
4.研究成果分析：在顺利完成以上三个环节的基础上，对研究成果进行分析和总结。
四、预期的研究成果及意义本研究将探究核心型钢混凝土梁柱节点在循环荷载下的力学性能，为其在实际工程中的应用提供理论依据。
预期取得的成果主要包括以下几点：1.确定核心型钢混凝土梁柱节点在循环荷载下的耗能性能，韧度以及延性等机械性能参数。
2.分析核心型钢混凝土梁柱节点在不同荷载水平下的破坏机制和受力状态。
无梁楼盖结构体系设计中常见问题及改进措施
无梁楼盖结构体系设计中常见问题及改进措施摘要：无梁楼盖结构体系与普通的梁板结构体系相比是具有构造简单、板底平整、整体性好、它降低了地下车库的层高、净空利用率高、建筑空间大，施工方便、施工速度快，传力路径简捷，布置管线方便等等优点。
但同时也具有其缺点，从结构延性方面看，柱子周边及柱帽处的剪应力集中，可能会引起板的冲切破坏，属脆性破坏，延性不好，抗震性能差；楼板较厚，楼盖材料用量较多；楼盖的抗弯刚度较小等缺点。
关键词：无梁楼盖结构；体系设计；常见问题；改进措施1无梁楼盖倒塌原因由过往的事故可以发现相同的事故原因，均为板柱节点抗弯承载力满足规范要求，但抗剪承载力不足导致局部冲切破坏引起整体倒塌。
而产生的原因有两方面因素，一方面由于施工阶段违规堆放土方超载是造成地下室无梁楼盖发生破坏，以及混凝土；另一方面在于设计以及该楼该体系自身的原因。
相比于施工阶段的原因，无梁楼盖本身冗余承载力低也是造成此类事故较多的重要原因，这主要是由于无梁楼盖的受力体系决定的。
当该楼盖体系应用于地上结构时，不仅承受竖向荷载还要传递水平荷载。
由于水平构件没有梁，其抗侧刚度低，承受水平力作用的能力较差。
2设计中常见问题2.1计算方法的不确定性无梁楼盖的常见计算分析方法通常有弹性计算方法和塑性计算方法。
其中弹性计算方法分为三种：直接设计法（弯矩系数法或经验系数法）、等代框架法及有限元法。
直接设计法包括使板和梁截面成比例以承受弯矩的一组规则。
该法简单明了，物理概念清楚，有极限平衡寓意。
等代平面框架法，将整个结构分别按纵、横柱列方向划分为具有“框架梁”和“框架柱”的纵向与横向平面框架。
有限元分析法用有限单元法计算无梁楼盖即将楼板划分为若干细小的单元，用具有板壳单元的有限元分析程序进行求解。
塑性计算方法又可按照折叠破坏的屈服线模式和柱附近的局部屈服线模式进行塑性计算。
综上所述，可见无梁楼盖的计算方法较多，在学术界与工程界中均没有统一的规定，因此这也给无梁楼盖的计算方法带来不确定性，这也是设计过程中出现的重要问题。
轴向反复荷载作用下圆钢管混凝土柱的受力性能研究
为负。
１ ３ 有限元模拟验证
采用 ＡＢＡＱＵＳ 有限元软件，对文献［１１］ 中圆钢
管混凝土单向轴压构件 Ａ － １ 进行有限元模拟，试
图 ２ Ａ － １ 的荷载 － 位移曲线
件参数见表 １，表中，Ｄ 为钢管外截面直径，Ｌ 为构件
（ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｉ’ ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉ’ ａｎ ７１００５５， Ｃｈｉｎａ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ⁃ｆｉｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｕｌａｒ ｃｏｌｕｍｎ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ
２ 轴向往复荷载作用下构件的受力分析
极限强度。 将有限元计算结果与试验结果进行比较
析，分别提取钢管和混凝土在加载位移分别为 １２，
长度，ｔ 为钢管厚度，ｆ ｙ 、 ｆ ｕ 分别为钢管的屈服强度和
３６
对试件 Ａ － １ 的滞回性能、刚度退化等进行分
钢结构 ２０１７ 年第 ５ 期第 ３２ 卷总第 ２２１ 期
径，取消竖向传力构件，采用交叉分布的斜柱传递轴
的滞回性能，并以材料强度等级、径厚比（ Ｄ ／ ｔ） 为控
力来抵抗结构的竖向荷载和水平荷载。 这种结构体
制参数，分析不同因素对柱轴向往复荷载下滞回性
系能提供较大的侧向刚度，可减轻结构自重，节省材
能的影响。
料，具有较好的经济效益和广阔的应用前景
［１］
。 在
ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｄｉａｍｅｔｅｒ⁃ｔｈｉｃｋ ｒａｔｉｏ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗａｓ ａｌｓｏ
局部环向变厚度方钢管混凝土柱偏压力学性能研究
局部环向变厚度方钢管混凝土柱偏压力学性能研究
张望喜;廖宏臻;解圆聪;张倚天;张瑾熠;易伟建
【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(51)5
【摘要】针对海洋环境中飞溅区造成的钢管混凝土柱局部环向腐蚀现象,采用机械削减方式模拟钢管壁厚局部环向腐蚀,进行了7个方钢管混凝土柱偏压试验,揭示了削弱率和偏心率对其偏压承载力的影响,并通过数值模拟对削弱率进行拓展分析.提出了基于削弱率的偏压承载力降低系数,代入中、美规范进行偏压承载力计算.结果表明:钢管的局部环向变厚度严重削弱了方钢管混凝土柱的偏压承载力和侧向挠曲能力;较大的加载偏心率也降低了其偏压承载力,但增大了其侧向挠曲能力.引入偏压承载力降低系数后,根据中、美规范计算得到的偏压承载力与试验值均吻合较好;相比于我国规范,美国规范在计算偏压承载力时相对更加保守.
【总页数】11页(P1-11)
【作者】张望喜;廖宏臻;解圆聪;张倚天;张瑾熠;易伟建
【作者单位】湖南大学土木工程学院;工程结构损伤诊断湖南省重点实验室(湖南大学);湖南建设投资集团有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU398.9
【相关文献】
1.复式薄壁方钢管混凝土柱的偏压力学性能研究
2.加劲型方钢管混凝土柱双向偏压力学性能研究
3.横肋波纹钢板-方钢管混凝土组合柱双向偏压力学性能研究及承载力计算
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5.方钢管混凝土不等端弯矩偏压柱力学性能研究
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带有栓钉的埋入基础梁式钢管混凝土柱脚节点抗冲切性能试验研究.
带有栓钉的埋入基础梁式钢管混凝土柱脚节点抗冲
切性能试验研究
钢管混凝土柱脚节点是推广钢管混凝土在高层建筑中应用的关键技术问题之一,栓钉作为埋入式钢管混凝土柱脚节点的加强措施应用较广。
本文研究在竖向荷载作用下的带有栓钉的埋入式钢管混凝土柱脚节点的冲切性能。
试验设计并制作了两个模型试件,通过改变栓钉的数量及位置来研究栓钉对该节点的极限承载力及冲切破坏的影响,试件ZJ/S-3栓钉数量与试件ZJ/S-4不同。
通过试验研究试件在竖向荷载作用下的破坏形式和基本受力性能,分析栓钉及节点各组成部分对柱脚节点的影响,确定冲切面的位置,为设计提供依据和基础资料。
试验结果表明:极限承载力试验值与理论值基本吻合,达到极限荷载时,试件
ZJ/S-3发生剪切破坏,试件ZJ/S-4发生冲切破坏。
柱脚节点在竖向荷载作用下,栓钉的多少直接影响着节点承载力的大小,栓钉布置位置的高低影响柱脚节点的抗冲切能力,在柱脚节点发生冲切破坏的时候,冲切面初始点位于栓钉最上排,箍筋是影响节点冲切性能的重要因素。
利用ANSYS有限元分析软件对试验模型进行数值分析,分别对两个试验模型进行模拟,分析节点的各组成部分的应力,研究其受力机理,有限元分析结果与试验结果基本吻合,节点各组成部分的状态与模型试验得到的试件的受力情况相同。
结构改造中新增梁柱节点抗震性能试验分析
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ５ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第２ ９卷第 ５期 ２ ０ １ ３年 １ Ｏ月
Ｖｏ ｌ ＿ ２ ９． Ｎｏ． ５ ０ｃ ｔ ．２ ０１ ３
Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｓ
结 构 改 造 中新 增 梁 柱 节 点 抗 震 性 能 试 验 分 析
徐 毅 安 石 伟 明
ｂ ａ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ａ ｍ ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｓ ｔ ｏ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｔ ｈ ｅ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｃ ｏ ｒ ｅ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｒ ｅ ｔ ｒ ｏ ｉ ｆ ｔ ，ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ — ｂ ａ ｒ ，ｂ ｅ ａ ｍ— ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ， ｓ ｅ ｉ ｓ ｍ ｉ ｃ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ
（ 西安科技大学建筑 与土木工 程学 院 ， 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ）
摘
要
根 据有 无 附加植 筋 以及 附加植 筋的植 入 方式 制作 两组 三种 试件 ， 通 过 对 各试 件 进 行低 周 反 复
钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后剩余承载力分析及试验研究
2023钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后剩余承载力分析及试验研究•研究背景和意义•文献综述•试验设计目录•有限元分析•剩余承载力计算方法•结论与展望•参考文献01研究背景和意义钢管高强混凝土作为一种新型的组合结构形式，具有较高的承载力和良好的抗震性能，在建筑工程中得到广泛应用。
然而，火灾后钢管高强混凝土的力学性能会受到不同程度的影响，对其剩余承载力进行分析和试验研究具有重要的现实意义。
01分析钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后的剩余承载力，有助于了解其火灾后的力学性能变化规律。
02通过试验研究，可以获得火灾后钢管高强混凝土轴心受压短柱的承载力数据，为工程应用提供参考依据。
03对钢管高强混凝土的火灾后性能进行深入研究，有助于提高建筑结构的整体安全性和稳定性，对于保障人民生命财产安全具有重要意义。
02文献综述国内研究国内学者对于钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后剩余承载力的研究主要集中在理论模型建立、数值模拟分析以及试验研究等方面。
其中，具有代表性的研究有：哈尔滨工业大学的学者进行了钢管高强混凝土短柱的火灾试验，探讨了高温后混凝土的力学性能和承载力的变化规律；重庆大学的学者建立了数值模型，分析了高温后钢管高强混凝土短柱的力学性能，并提出了相应的计算公式。
国外研究国外学者对于钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后剩余承载力的研究主要集中在试验研究和有限元分析方面。
其中，具有代表性的研究有：法国的学者进行了高温后钢管高强混凝土短柱的力学性能试验，探讨了高温对混凝土和钢管的影响，并提出了相应的计算公式；美国的学者利用有限元方法分析了高温后钢管高强混凝土短柱的力学性能，并与试验结果进行了对比分析。
国内外研究现状研究热点与难点•研究热点：目前，钢管高强混凝土轴心受压短柱火灾后剩余承载力的研究热点主要集中在以下几个方面•高温后钢管与混凝土之间的相互作用：高温后钢管与混凝土之间的界面粘结和摩擦力会发生变化，对结构的承载力产生影响，因此需要深入研究这种相互作用。
方钢管混凝土柱-钢梁节点的设计
Mb ≤ f γ RE W nx
（5）
式中：Mb—为按地震组合内力的梁端弯矩设计值；
-3-
γRE —连接焊缝材料承载力的抗震调整系数，依据规范[1，4，5]可取 0.9。
梁端腹板连接应满足：
T
b γ RE
Wnx—图 6 中 1-1 截面净截面的抵抗矩；
图6
连接的梁端计算简图
T ≥ M w2
抗弯承载力设计值， M w 2 = Ww 2 f ；
（2）
Fig.6 Diagram for calculation of connection
式中： Mw2—图 6 中 2-2 截面腹板连接焊缝的
T — 螺栓群的抗扭剪设计承载力，
T = ∑ NTi ri = ∑ （NT xi yi + NTyi xi ） ；且“1”号螺栓剪力的合力有：
γRE —抗震调整系数，依据规范[1，4，5]对焊缝取 γwRE=0.9，对螺栓取γbRE=0.85；
Mp — 梁端截面（连接处）全塑性抗弯承载力，Mp=Wpfy； ln — 梁的净跨； VGb—梁的重力荷载代表值（9 度时高层建筑还应包括竖向地震作用标准值）作用下，按 简支梁分析的梁端截面剪力值； Vu —梁端腹板连接焊缝的极限抗剪承载力； Nbvu、Nbcu-腹板螺栓连接的极限抗剪和承压承载力； fu、fbu 、fbcu— 分别为钢材、螺栓材料的抗拉强度最小值和螺栓连接板的极限承压强度， 可取 fbcu=1.5fu。 对比分析上述步骤（1）、（2）可知，抗震设计时，通过第一阶段的弹性计算，可保证 在多遇地震作用下连接及削弱处均处于弹性工作阶段且螺栓不发生滑移，达到“小震不坏” 的设计目标；在罕遇地震作用下：首先，通过（9）式的计算保证梁端塑性铰外移，且梁端 连接截面处（1-1 截面）始终处于弹性工作阶段，其次，随着地震作用的增加，以梁端削弱 处（2-2 截面）能顺利形成塑性铰并吸收继续增加的能量，从而保证梁端连接截面处（1-1 截面）的内力不再增加，达到保护梁端连接的目的，最后，通过（10）式的计算，保证梁端 削弱处（2-2 截面）有足够的强度储备，达到“大震不倒”的设计目标。
基于ABAQUS的钢筋混凝土柱抗震数值模拟分析
第１８卷第６期２０２０年１２月水利与建筑工程学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．１８Ｎｏ．６Ｄｅｃ．，２０２０ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－１１４４．２０２０．０６．０２５收稿日期：２０２０ ０８ ０９ 修稿日期：２０２０ ０９ ０１基金项目：国家自然科学基金青年项目（５１４０８２２３）；国家自然科学基金面上项目（５１６７９０９１；５１９７９１０９）作者简介：程学斌（１９９５—），男，江西上饶人，硕士研究生，研究方向为工程结构抗震。
Ｅ ｍａｉｌ：ｌｂｊｃｈｅｎｇ＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：马 颖（１９８２—），女，河南郑州人，博士，硕士生导师，主要从事水工、桥梁等工程结构抗震研究工作。
Ｅ ｍａｉｌ：ｍａｙｉｎｇ１９８２０８＠１６３．ｃｏｍ基于ＡＢＡＱＵＳ的钢筋混凝土柱抗震数值模拟分析程学斌，马 颖，袁子淇（华北水利水电大学水利学院，河南郑州４５００４５）摘 要：为了研究ＡＢＡＱＵＳ软件中实体单元和纤维梁单元在不同破坏模式下（ＲＣ）柱滞回性能数值模拟的适用性，从美国ＰＥＥＲ数据库中收集了９根钢筋混凝土矩形截面柱的拟静力试验数据，柱试件分别发生了弯曲、弯剪或剪切不同模式的破坏。
在ＡＢＡＱＵＳ中分别建立柱试件的实体单元模型和纤维梁单元模型并进行往复荷载作用下ＲＣ柱滞回性能的数值模拟，将模拟结果与试验数据进行了对比分析。
结果表明：对于弯曲破坏ＲＣ柱，适合采用纤维梁单元模拟，而对于弯剪破坏和剪切破坏ＲＣ柱，基于实体单元的模拟结果与试验结果更为接近；纤维梁单元能够更准确地模拟ＲＣ柱滞回曲线的捏拢效应。
关键词：钢筋混凝土柱；ＡＢＡＱＵＳ；实体单元；纤维梁单元；滞回性能中图分类号：ＴＵ３７５．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１１４４（２０２０）０６—０１４６—０７ＳｅｉｓｍｉｃＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＣｏｌｕｍｎｓＢａｓｅｄｏｎＡＢＡＱＵＳＣＨＥＮＧＸｕｅｂｉｎ，ＭＡＹｉｎｇ，ＹＵＡＮＺｉｑｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｈｅ’ｎａｎ４５００４５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｓｓｅｓｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＲＣｃｏｌｕｍｎｓｗｉｔｈｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｉｎＡＢＡＱＵＳｓｏｆｔｗａｒｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓ．Ｔｈｅｐｓｅｕｄｏ ｓｔａｔｉｃｔｅｓｔｄａｔａｏｆ９ｒｅ ｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎｃｏｌｕｍｎｓｗｅｒｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅＰＥＥＲｄａｔａｂａｓｅｉｎｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓ．Ｔｈｅｃｏｌｕｍｎｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｆａｉｌｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｅｓｏｆｆｌｅｘｕｒｅ，ｆｌｅｘｕｒｅ ｓｈｅａｒｏｒｓｈｅａｒ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｏｒｃｅｔｅｓｔｄａｔａ，ｔｈｅｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎＡＢＡＱＵＳｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＲＣｃｏｌｕｍｎｕｎｄｅｒｔｈｅｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｌｏａｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｄａｔａ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｆｏｒｆｌｅｘｕｒｅｆａｉｌｕｒｅＲＣｃｏｌｕｍｎｓ，ｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｓｕｉｔａｂｌｅ，ｗｈｉｌｅｆｏｒｆｌｅｘｕｒｅ ｓｈｅａｒｆａｉｌｕｒｅａｎｄｓｈｅａｒｆａｉｌｕｒｅＲＣｃｏｌｕｍｎｓ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｂａｓｅｄｏｎｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｃｌｏｓｅｒｔｏｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｃａｎｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｐｉｎｃｈｅｆｆｅｃｔｏｆＲＣｃｏｌｕｍｎｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｃｕｒｖｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎｓ；ＡＢＡＱＵＳ；ｓｏｌｉｄｅｌｅｍｅｎｔ；ｆｉｂｅｒｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔ；ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ 在地震作用下，钢筋混凝土柱作为水工、桥梁、房屋等结构的主要竖向承重与水平抗力构件，承载着整个结构的竖向荷载和由地震引起的水平荷载。
混凝土结构中梁柱节点的抗震性能研究
混凝土结构中梁柱节点的抗震性能研究一、前言混凝土结构是建筑工程中常用的结构形式，它具有优良的力学性能和耐久性。
但在地震等强力外载作用下，混凝土结构易发生破坏，尤其是梁柱节点处。
因此，混凝土结构中梁柱节点的抗震性能研究具有重要意义。
二、梁柱节点的抗震性能1. 梁柱节点的作用梁柱节点是混凝土结构中的重要部位，它是梁和柱之间的连接点，承受着梁和柱之间的弯矩和剪力，将梁的荷载传递到柱上。
2. 梁柱节点的破坏形式梁柱节点的破坏形式主要有以下几种：(1) 剪切破坏：梁柱节点处的剪力超过了节点承受剪力的能力，导致节点发生剪切破坏。
(2) 拉伸破坏：梁柱节点处的拉力超过了节点承受拉力的能力，导致节点发生拉伸破坏。
(3) 压力破坏：梁柱节点处的压力超过了节点承受压力的能力，导致节点发生压力破坏。
(4) 弯曲破坏：梁柱节点处的弯矩超过了节点承受弯矩的能力，导致节点发生弯曲破坏。
3. 影响梁柱节点抗震性能的因素影响梁柱节点抗震性能的因素有以下几个方面：(1) 材料的性能：节点材料的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等性能对节点的抗震性能有直接影响。
(2) 节点形式：节点形式的不同会影响节点的抗震性能，如半刚性节点、刚性节点等。
(3) 节点尺寸：节点尺寸的不同也会影响节点的抗震性能，如节点的长度、宽度等。
(4) 连接方式：连接方式的不同也会影响节点的抗震性能，如焊接、螺栓连接等。
(5) 地震动的强度和频率特性：地震动的强度和频率特性对节点的抗震性能有影响。
三、梁柱节点的抗震设计方法1. 梁柱节点的设计原则梁柱节点的设计原则是：在满足力学性能和构造要求的前提下，尽可能提高节点的抗震性能。
2. 梁柱节点的设计方法梁柱节点的设计方法包括以下几个方面：(1) 合理选材：根据节点所处的位置、承受的荷载和地震烈度等因素，选择合适的材料，并保证其材料性能符合设计要求。
(2) 合理设计节点形式：根据结构的具体情况选择合理的节点形式，如半刚性节点、刚性节点等。
轴压比对型钢高强混凝土框架边节点抗震性能影响的试验研究
２ 试验 的加 载及 量测
２ １ 试验 加 载 装 置 ．
本次试验在重 庆大学 大型 结构实 验室 进行 。实 验装置
主要 由加力 架 、 反力墙 、 传感 器 、 千斤顶 、 位移 计 等组成 。实 验采用梁端一个拉压 千斤顶反 复加 载 ， 柱上 下端采用铰支 座 （ 模拟反弯点） 。试验均在反复荷载作用下逐级进行加载 ， 构 件 屈服 前用 荷载 控 制分 级加 载 ， 服后 用位 移控 制分 级加 屈
２ ２ １ 应变片位置 ．．
为了研究 在循 环 荷载 作 用下 节 点 核心 区 的受 力 性 能 。
同的部 位 ， 图 ２ 见 。
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（） ｃ 节点区型钢应变片位置及编号 （） ｄ 柱纵筋应变片位置及 编号
型钢 混凝 土结构 承载力 高 、 刚性大并具有 良好 的延性和耗 能
性能， 因而 特 别 适 用 于 地 震 区 。 ．
【 文献标识码】 Ａ
轴压比的大小不但 影响受压 构件 的破坏形态 ， 同时对 节
点的承载力和延性 也都有 影响 ， 本试验 的主要 目的是通 过 ２ 个 节点区体积配箍 率一 致 的构 件 ， 分别取 不 同的轴压 比， 分
【 关键词 】 型钢 高强混凝 土； 框架边节点 ； 破坏 形态； 轴压比 【 中图分类号 】 Ｔ ３２ １ １ Ｕ ５．
型钢混凝 土组 合结构 构件是 由型 钢 、 主筋 、 箍筋 和混凝 土组合 而成 ， 即核心部 分有 型钢钢结 构构 件 ， 外部 则为 箍 其 筋约束并 配置适 当纵 向受力 主筋 的混 凝 土结 构 ， 英译 名 为 “ ｔ ｌ ｅｎ ｒｅ ｉ Ｓ ｅ Ｒ ｉｆ ｃｄＨｇ ｔ ｎｔ ｏｃｅ ” 简称 Ｓ Ｈ ｅ ｏ ｈ—ｓｅ ｇ Ｃ ｎｒ ｅ ， ｒ ｈ ｔ Ｒ Ｃ结构 。
空心板柱结构中柱节点受冲切承载力试验研究
载力 的影响． 试验 结果表 明 ： 空心板 柱结 构节 点 的冲切 破坏 形 式 为脆 性破 坏 ； 初 始 裂 缝发 生在顺
管 向加 载柱 板底 外边 缘和 板底 边 之 间 ； 顺 管 向和 垂直 管 向的冲切 角 度分 别 为 ５ ０ 。 ～６ ０ 。 和３ ０ 。～ ４ ５ 。 ， 即顺 管 向的冲切 角 大于垂直 管 向的冲切 角 ； 增大 肋宽 、 板 厚和 板底 配筋 率可 以提高 节 点 的抗
第４ ３卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 ３ 月
东 南 大 学 学 报 （自然科 学版 ）
Ｊ Ｏ ＵＲ ＮＡ Ｌ ＯＦ Ｓ Ｏ ＵＴ Ｈ Ｅ ＡＳ Ｔ Ｕ ＮＩ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎｅ ｄ． Ｂｙ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ，ｔ ｈｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ ，ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ，ｒ ｉ ｂ ｗｉ ｄ ｔ ｈ ｎｄ ａ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｏ ｎ ｐｕ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎｇ ｓ ｈ ｅ ｒ ａ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｗｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙｚ ｅ ｄ．Ｔｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ
龚 启宏 朱 强 梁书亭 徐 澄 汪 杰
（ 东 南 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 南京 ２ １ ０ ０ ９ ６ ） （ 江苏省建筑设计研究院有限公司 ， 南京 ２ １ ０ ０ １ ９ ） （ 南京长江都市建筑设计股份有限公司 ， 南京 ２ １ ０ ０ ０ ２ ）
木芯复合材料梁柱T型植筋节点受力性能试验研究
玻璃钢 / 复合材料
２５
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另外ꎬ木芯复合材料梁柱的连接还可参考现有 木结构ꎬ如采用销栓连接和植筋连接[７] ꎮ 销栓连接 使用钢质或者木质的杆状物作为连接件穿入预先钻
好的木材孔中ꎬ将木构件彼此连接在一起ꎬ常用的连 接件有螺栓、钉等ꎮ 植筋连接的做法是将筋材( 如 钢、螺栓杆、ＦＲＰ 筋等) 通过胶黏剂植入预先钻好的 木材孔中ꎬ待胶体固化后形成整体ꎮ 两者相比较ꎬ植 筋连接没有金属构件外露ꎬ不存在金属锈蚀问题ꎬ不 影响建筑外观ꎬ可更有效地发挥木芯复合材料构件 耐久性能 好 的 优 势[８￣１２] ꎮ 汤 举 等[１３] 通 过 粘 结 锚 固 试验研究了木材￣植筋之间的粘结锚固性能ꎬ主要试 验参数有 锚 固 长 度、 钢 筋 直 径、 植 筋 与 木 材 纹 理 夹 角、胶黏剂种类及不同种类木材等ꎮ 时境晶等[１４] 对 胶合木梁柱植筋节点进行了低周反复荷载试验ꎬ主 要研究了胶合木梁柱植筋节点在低作用下的破坏机 理与破坏形态、滞回性能耗力及位移延等抗震指标ꎮ
ＦＲＰ / ＣＭ ２０１８���型植筋节点受力性能试验研究
２０１８ 年 ８ 月
低周往复荷载下板柱中节点抗震性能研究
板柱结构能够有效缩短施工周期和提高经济效益，常用于办公楼、住宅和地下车库等建筑设计中。板柱
收稿日期：２０１８－０９－２７； 修订日期：２０１９－０３－０５ 基金项目：国家自然科学基金项目（５１３３８００４，５１１７８１７５） Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙ：ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（５１３３８００４，５１１７８１７５） 作者简介：唐 明（１９８７－），男，博士研究生，主要从事结构试验，结构抗震性能设计研究．Ｅｍａｉｌ：ｔａｎｇｍｉｎｇ０５１２＠１６３．ｃｏｍ 通讯作者：易伟建（１９５４－），男，教授，博士，主要从事混凝土结构设计及基本理论研究，结构抗震设计与理论研究．Ｅｍａｉｌ：ｗｊｙｉ＠ｈｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｉｎｔｅｒｉｏｒｓｌａｂｃｏｌｕｍｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｒｅｖｅｒｓｅｄｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇ
ＴＡＮＧＭｉｎｇ１，ＹＩＷｅｉｊｉａｎ１，ＬＩＵＬｉｗｅｉ２
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＥｒｙｕａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｔ：Ｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｆｏｕｒｉｎｔｅｒｉｏｒｓｌａｂｃｏｌｕｍｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈｏｕｔｓｈｅａｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｗｅｒｅｃｏｎ ｄｕｃｔｅｄ．Ｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｇｒａｖｉｔｙｓｈｅａｒｒａｔｉｏａｎｄｓｌａｂ’ｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏ，ｔｈｅｃｈａｎｇｅｒｕｌｅｓｏｆｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｕｎｄｅｒｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｃｔｉｏｎｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｕｎｂａｌａｎｃｅｄｍｏｍｅｎｔ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｐａｃｉ ｔｙ，ｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ，ｓｔｉｆｆｎｅｓｓｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅ ｔｗｅｅｎｇｒａｖｉｔｙｓｈｅａｒｒａｔｉｏａｎｄｕｎｂａｌａｎｃｅｄｍｏｍｅｎｔｉｓｎｅｇａｔｉｖｅ．Ａｎｄｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｏｆｓｌａｂｃｏｌｕｍｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｗａｓ ｍａｉｎｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｇｒａｖｉｔｙｓｈｅａｒｒａｔｉｏ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｅｎｓｉｏｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏｈａｄｎｏｏｂｖｉｏｕｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｉｔ．Ｍｏｒｅｏ ｖｅｒ，ｕｎｄｅｒｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ｔｈｅａｎｇｌｅｂｅｔｗｅｅｎｐｕｎｃｈｉｎｇｃｏｎｅ’ｓｉｎｃｌｉｎｅｄｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｌａｎｅｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｅｄｖａｌｕｅｉｎＣｈｉｎｅｓｅｃｏｄｅ，ｂｕｔｔｈｅａｎｇｌｅｗａｓｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｔｈｅｇｒａｖｉｔｙｓｈｅａｒｒａｔｉｏ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｅｖｉｏｕｓ ｔｅｓｔｄａｔａａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｍｅｔｈｏｄｓｉｎＣｈｉｎｅｓｅｃｏｄｅ，Ａｍｅｒｉｃａｎｃｏｄｅａｎｄ Ｅｕｒｏｐｅａｎｃｏｄｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｏｆＣｈｉｎｅｓｅｃｏｄｅａｎｄＡｍｅｒｉｃａｎｃｏｄｅｗｅｒｅｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ，ｍｅａｎ ｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＥｕｒｏｐｅａｎｃｏｄｅｗａｓｉｎｈｉｇｈｌｙａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖａｌｕｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌａｂｃｏｌｕｍｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇ；ｐｕｎｃｈｉｎｇｆａｉｌｕｒｅ；ｇｒａｖｉｔｙｓｈｅａｒｒａｔｉｏ；ｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
钢筋混凝土板柱节点冲切破坏试验研究
1.2.1 国外实验研究概况 ...................................................................................2 1.2.2 国内试验研究概况 ...................................................................................5 1.2.3 高强混凝土板研究概况 ............................................................................7 1.3 钢筋混凝土板抗冲切理论研究概况 ...............................................................8 1.3.1 刚塑性理论 ...............................................................................................9 1.3.2 基于转角的临界斜裂缝理论 ....................................................................9 1.3.3 基于截面应变的抗剪强度理论 .............................................................. 10 1.3.4 基于圆锥壳模型的 Carl Erik Broms 计算方法 ....................................... 10 1.3.5 非线性有限元分析方法 .......................................................................... 11 1.4 各国规范对钢筋混凝土板抗冲切承载力的计算方法 ................................... 11 1.4.1 美国规范 ACI 318-11 ............................................................................. 11 1.4.2 欧洲规范 Eurocode2-2004 ...................................................................... 12 1.4.3 fib Model Code2010 ................................................................................ 12 1.4.4 欧洲模式规范 CEB-FIP MC90................................................................ 13 1.4.5 我国规范 GB50010-2010 ........................................................................ 13 1.5 本文的研究目的及内容 ................................................................................ 13 第 2 章 钢筋混凝土板冲切试验设计 ................................................................... 15 2.1 试验目的 ....................................................................................................... 15 2.2 试件设计与制作 ............................................................................................ 16 2.3 混凝土配合比设计 ........................................................................................ 18 2.4 材性试验结果................................................................................................ 19 2.4.1 混凝土材性试验 ..................................................................................... 19 2.4.2 钢筋材性试验 ......................................................................................... 19 2.5 试验装置 ....................................................................................................... 20 2.6 试验加载制度................................................................................................ 21 2.7 试验测试内容及测试方案............................................................................. 22
砌体房屋平移中砖柱托换节点受力性能分析
砌体房屋平移中砖柱托换节点受力性能分析作者：陈大川周楚瑶张建华刘武来源：《湖南大学学报·自然科学版》2021年第07期摘要：托换节点的可靠性是保证房屋整体平移安全的重要因素之一.为研究砖柱托换节点在平移过程中的受力性能，以某保护建筑为例，采用ABAQUS有限元软件建立了平移工程中砖柱托换节点的有限元模型，分别对采用高性能水泥复合砂浆钢筋网（HPFL）加固的托换节点和未加固的托换节点的受力和变形性能进行分析，同时结合现场监测数据对有限元结果进行对比分析.结果表明，采用HPFL加固方式能有效提高砖柱托换节点的承载力和变形能力，有效抵抗平移过程中各种不利作用，该加固托换方式是安全可靠的；实际监测结果与模拟结果吻合较好，证明了该模拟方法的可行性.关键词：砌体结构；托换节点；砖柱；加固；平移中图分类号：TU398文献标志码：AAnalysis on Mechanical Behavior of Brick Columns Underpinning Joints in Masonry Building Structure MovingCHEN Dachuan1，2，3，ZHOU Chuyao1，2，3，ZHANG Jianhua4，LIU Wu4（1. College of Civil Engineering，Hunan University，Changsha 410082，China；2. Key Laboratory of Building Safety and Energy Efficiency（Hunan University）of the Ministry of Education，Changsha 410082，China；3. Key Laboratory for Damage Diagnosis of Engineering Structures（Hunan University）of Hunan Province，Changsha 410082，China；4. China Machinery International Engineering Design & Research Institute Co Ltd，Changsha 410021，China）Abstract：The reliability of the brick column underpinning joints is one of the important factors to ensure the safety of building monolithic moving. In order to study the mechanical performance of the brick column underpinning joints in the process of moving， this paper takes a protected building as an example and uses the ABAQUS finite ele-ment software to establish the finite element model of the brick column underpinning joints. Through the simulation analysis，the stress and deformation performance of high performance ferrocement laminate（HPFL）reinforced and unreinforced underpinning joints are investigated. Meanwhile，the comparison with field monitoring data are also car-ried out. The results show that HPFL reinforcement method can effectively improve the bearing capacity and deforma-tion capacity of the brick columns underpinning joints，and the ability of effective resistance under various adverse ef-fects in the process of translation is also proved. The method is safe and reliable. The simulation results are in good a-greement with the field monitoring results，which proves the feasibility of the simulation method.Key words：masonry structure；underpinning joint；masonry columns；reinforce；moving優秀历史建筑记录了社会文明的发展和文化的积淀，不可随意进行拆除破坏，在与城市规划相冲突的背景下，对其进行保护和合理利用已成为当务之急.建筑移位技术为解决这一问题提供了有效途径，其中结构托换是建筑物移位过程中的关键环节.砌体结构是历史保护建筑的主要结构形式，砖墙、柱作为竖向受压构件，具有较好的抗压能力，但由于砂浆和块体间的黏结能力较弱，抗拉、抗剪、抗弯的能力均很低，具有脆性特征.结构在长期使用过程中经历自然环境的侵蚀和人为损伤，结构构件承载能力、抗变形能力基本不能满足现行规范标准的安全要求，更不能有效抵抗平移过程的附加作用，须采取针对性加固补强措施以确保托换及平移过程的安全.目前对建筑物托换节点的研究工作主要是随着工程应用而逐步开展的.在已开展的建筑物移位工程中，框架结构占比较多，为此有许多学者对框架柱托换节点进行了静力加载试验研究和模拟分析.研究发现，界面连接筋、托换梁配筋、托换梁剪跨比是影响框架柱托换节点承载力的主要因素，建立了托换梁的拉-压杆受力模型，提出了托换梁的承载力计算公式[1-5].上述对托换节点的研究均是针对钢筋混凝土框架柱的情况，缺乏对砖柱托换节点的力学性能研究.本文以某保护建筑平移工程为例，采用ABAQUS有限元软件建立了平移工程中砖柱托换节点的有限元模型，分别对采用HPFL加固的托换节点和未加固的托换节点的受力和变形性能进行分析，最后结合现场监测数据对有限元结果进行对比分析.结果可以为类似砌体结构房屋平移工程提供参考.1工程概况XX宾馆是近现代保护建筑，位于湖南省长沙市，由于城市发展需要，需将建筑物北栋整体向北直线平移36.56 m，建筑物总质量约为5 000 t，占地面积约1 400 m2，总建筑面积约3 800 m2，主体三层，局部四层.结构形式为砌体结构，带转换梁的横墙承重为主，部分纵墙承重；基础形式为墙下放大脚条形基础、砖柱独立基.地基基础较稳定，整体变形较小.房屋未设置构造柱，未设置圈梁，整体抗震性能弱.平移示意图如图1所示，托换结构布置图如图2所示.2砖柱托换节点原砖柱由实测强度M10烧结黏土普通砖和M1的砂浆砌筑而成，截面尺寸为610 mm×700 mm，高为1.2 m.加固采用四面钢筋网复合砂浆（HPFL）形式，钢筋直径为6 mm，纵横间距均为50 mm，加固层厚30 mm，加固后构件详图见图3.对砖柱采用四边包裹的托换形式，托换材料采用C35混凝土，托换梁和托换连梁采用250 mm×600 mm矩形截面，钢筋均选用HRB400钢筋，托换梁下部每隔150 mm布置直径为60 mm的钢滚轴，托換节点示意图如图4所示，托换节点配筋图如图5所示.为了保证新增构件与砖柱之间的可靠黏结，在进行HPFL加固时，应将砖柱的表面泥渣、灰粉碎屑清理干净，表面进行凿毛处理并冲刷干净后再涂刷界面剂；在进行外包钢筋混凝土托换时，应特别注意结合面之间的处理，若结合面处理不当，结合面黏结力太小，托换结构缺乏足够的强度和刚度，上部主体结构的荷载和水平牵引荷载得不到有效传递，将造成结构的变形过大甚至破坏.砖柱结合面施工具体的做法为：砖柱在沿托换梁高度每隔一皮砖剔出水平槽，水平槽深度控制在25 mm左右，托换梁与砖柱之间沿高度方向插入两道界面连接筋，施工时要避免对上部主体产生过大扰动，结合面冲刷干净，并涂刷一层水泥砂浆，以保证结合面的质量和可靠性，砖柱结合面处理如图6所示.3有限元建模3.1模型的建立砌体结构的非线性有限元模拟比较复杂，对比分析后选取整体连续体模型对砖柱进行分析.砖柱、混凝土和高性能水泥复合砂浆层采用C3D8R单元，钢筋选用T3D2单元，不考虑钢筋和混凝土之间的黏结滑移作用，将钢筋嵌入到混凝土中.托换结构和砖柱的相互作用采用面-面接触单元来模拟，托换结构接触面为主面，砖柱接触面为从面，法向采用硬接触以保证接触面之间能有效传递接触压应力并且不会发生穿透现象，切向方向采用罚函数来模拟砖柱和托换结构之间的摩擦[6].HPFL和砖柱之间采用Tie约束方式.3.2材料本构模型本文采用ABAQUS中的CDP（concrete damaged plasticity）模型来建立混凝土、砌体和复合砂浆材料的本构关系，混凝土材料本构采用《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）[7]附录C中的混凝土单轴受压（拉）应力-应变曲线，质量密度取2 400 kg/m3.砌体材料质量密度取1 500 kg/m3，受拉本构模型参考文献[8]选用，受压本构采用杨卫忠[9]的基于细观模型的力平衡条件，考虑单元体强度分布特点来确定损伤演化的表达式.简化后的表达式见式（1）（2）（3）.钢筋采用理想弹塑性模型来建立其本构关系，不考虑其硬化强度[14-15].3.3加载过程托换梁底面采用简支支座来模拟钢滚轴支撑，砖柱底面模拟成固定端，约束三向位移.模拟过程中，定义4个工况，工况1为初始工况，托换结构施工完成，此时竖向荷载直接通过砖柱传递给基础，托换结构并未直接参与托换，即在柱顶作用1 000 kN竖向荷载；工况2为断柱工况，砖柱底部与基础分离，此时受力模式发生改变，托换结构参与托换，上部荷载全由托换结构承担，即释放砖柱底部的位移约束；工况3为平移工况，移位速率控制在60 mm/ min以内[11]，模拟托换节点在正常平移工况下的受力情况，按照吴二军等[12]提出的公式（5）求出水平牵引力值等效成静力加载在柱顶，即在砖柱顶部作用105 kN水平荷载.工况4为启动和卸荷工况，取消激活工况3的水平荷载，在砖柱顶点位置施加变幅位移荷载，初始位移为0.2 mm，最大位移为6 mm.4结果和分析4.1断柱工况将柱子截断后，结构的传力机制发生变化，原来上部荷载由砖柱传递给基础，断柱后由托换结构承受全部的上部荷载通过滚轴传递给下轨道.限于篇幅，本文仅给出加固后托换节点在断柱工况下有限元计算所得的应力云图如图7所示.通过有限元结果可以了解到柱子的最大应力集中在梁柱交接处的四个角部区域；托换连梁较托换梁受力大，最大应力约为托换梁的2倍，应力主要集中在支座斜上方延伸至顶部水平段形成的拱形区域，上部受压下部受拉；托换节点底部应力主要集中在柱子四角由结合面向外延伸区域；托换梁应力主要集中在支座处，并沿着梁的高度方向往上递减[13].托换连梁符合拉-压杆受力模型，即将上部荷载等效为两点集中荷载作用在柱边位置，而托换梁由于支座满布滚轴，不再符合拉压杆受力模型.1工程概况XX賓馆是近现代保护建筑，位于湖南省长沙市，由于城市发展需要，需将建筑物北栋整体向北直线平移36.56 m，建筑物总质量约为5 000 t，占地面积约1 400 m2，总建筑面积约3 800 m2，主体三层，局部四层.结构形式为砌体结构，带转换梁的横墙承重为主，部分纵墙承重；基础形式为墙下放大脚条形基础、砖柱独立基.地基基础较稳定，整体变形较小.房屋未设置构造柱，未设置圈梁，整体抗震性能弱.平移示意图如图1所示，托换结构布置图如图2所示.2砖柱托换节点原砖柱由实测强度M10烧结黏土普通砖和M1的砂浆砌筑而成，截面尺寸为610 mm×700 mm，高为1.2 m.加固采用四面钢筋网复合砂浆（HPFL）形式，钢筋直径为6 mm，纵横间距均为50 mm，加固层厚30 mm，加固后构件详图见图3.对砖柱采用四边包裹的托换形式，托换材料采用C35混凝土，托换梁和托换连梁采用250 mm×600 mm矩形截面，钢筋均选用HRB400钢筋，托换梁下部每隔150 mm布置直径为60 mm的钢滚轴，托换节点示意图如图4所示，托换节点配筋图如图5所示.为了保证新增构件与砖柱之间的可靠黏结，在进行HPFL加固时，应将砖柱的表面泥渣、灰粉碎屑清理干净，表面进行凿毛处理并冲刷干净后再涂刷界面剂；在进行外包钢筋混凝土托换时，应特别注意结合面之间的处理，若结合面处理不当，结合面黏结力太小，托换结构缺乏足够的强度和刚度，上部主体结构的荷载和水平牵引荷载得不到有效传递，将造成结构的变形过大甚至破坏.砖柱结合面施工具体的做法为：砖柱在沿托换梁高度每隔一皮砖剔出水平槽，水平槽深度控制在25 mm左右，托换梁与砖柱之间沿高度方向插入两道界面连接筋，施工时要避免对上部主体产生过大扰动，结合面冲刷干净，并涂刷一层水泥砂浆，以保证结合面的质量和可靠性，砖柱结合面处理如图6所示.3有限元建模3.1模型的建立砌体结构的非线性有限元模拟比较复杂，对比分析后选取整体连续体模型对砖柱进行分析.砖柱、混凝土和高性能水泥复合砂浆层采用C3D8R单元，钢筋选用T3D2单元，不考虑钢筋和混凝土之间的黏结滑移作用，将钢筋嵌入到混凝土中.托换结构和砖柱的相互作用采用面-面接触单元来模拟，托换结构接触面为主面，砖柱接触面为从面，法向采用硬接触以保证接触面之间能有效传递接触压应力并且不会发生穿透现象，切向方向采用罚函数来模拟砖柱和托换结构之间的摩擦[6].HPFL和砖柱之间采用Tie约束方式.3.2材料本构模型本文采用ABAQUS中的CDP（concrete damaged plasticity）模型来建立混凝土、砌体和复合砂浆材料的本构关系，混凝土材料本构采用《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）[7]附录C中的混凝土单轴受压（拉）应力-应变曲线，质量密度取2 400 kg/m3.砌体材料质量密度取1 500 kg/m3，受拉本构模型参考文献[8]选用，受压本构采用杨卫忠[9]的基于细观模型的力平衡条件，考虑单元体强度分布特点来确定损伤演化的表达式.简化后的表达式见式（1）（2）（3）.钢筋采用理想弹塑性模型来建立其本构关系，不考虑其硬化强度[14-15].3.3加载过程托换梁底面采用简支支座来模拟钢滚轴支撑，砖柱底面模拟成固定端，约束三向位移.模拟过程中，定义4个工况，工况1为初始工况，托换结构施工完成，此时竖向荷载直接通过砖柱传递给基础，托换结构并未直接参与托换，即在柱顶作用1 000 kN竖向荷载；工况2为断柱工况，砖柱底部与基础分离，此时受力模式发生改变，托换结构参与托换，上部荷载全由托换结构承担，即释放砖柱底部的位移约束；工况3为平移工况，移位速率控制在60 mm/ min以内[11]，模拟托换节点在正常平移工况下的受力情况，按照吴二军等[12]提出的公式（5）求出水平牵引力值等效成静力加载在柱顶，即在砖柱顶部作用105 kN水平荷载.工况4为启动和卸荷工况，取消激活工况3的水平荷载，在砖柱顶点位置施加变幅位移荷载，初始位移为0.2 mm，最大位移为6 mm.4结果和分析4.1断柱工况将柱子截断后，结构的传力机制发生变化，原来上部荷载由砖柱传递给基础，断柱后由托换结构承受全部的上部荷载通过滚轴传递给下轨道.限于篇幅，本文仅给出加固后托换节点在断柱工况下有限元计算所得的应力云图如图7所示.通过有限元结果可以了解到柱子的最大应力集中在梁柱交接处的四个角部区域；托换连梁较托换梁受力大，最大应力约为托换梁的2倍，应力主要集中在支座斜上方延伸至顶部水平段形成的拱形区域，上部受压下部受拉；托换节点底部应力主要集中在柱子四角由结合面向外延伸区域；托换梁应力主要集中在支座处，并沿着梁的高度方向往上递减[13].托换连梁符合拉-压杆受力模型，即将上部荷载等效为两点集中荷载作用在柱边位置，而托换梁由于支座满布滚轴，不再符合拉压杆受力模型.1工程概况XX宾馆是近现代保护建筑，位于湖南省长沙市，由于城市发展需要，需将建筑物北栋整体向北直线平移36.56 m，建筑物总质量约为5 000 t，占地面积约1 400 m2，总建筑面积约3 800 m2，主体三层，局部四层.结构形式为砌体结构，带转换梁的横墙承重为主，部分纵墙承重；基础形式为墙下放大脚条形基础、砖柱独立基.地基基础较稳定，整体变形较小.房屋未设置构造柱，未设置圈梁，整体抗震性能弱.平移示意图如图1所示，托换结构布置图如图2所示.2砖柱托换节点原砖柱由实测强度M10烧结黏土普通砖和M1的砂浆砌筑而成，截面尺寸为610 mm×700 mm，高为1.2 m.加固采用四面钢筋网复合砂浆（HPFL）形式，钢筋直径为6 mm，纵横间距均为50 mm，加固层厚30 mm，加固后构件详图见图3.对砖柱采用四边包裹的托换形式，托换材料采用C35混凝土，托换梁和托换连梁采用250 mm×600 mm矩形截面，钢筋均选用HRB400钢筋，托换梁下部每隔150 mm布置直径为60 mm的钢滚轴，托换节点示意图如图4所示，托换节点配筋图如图5所示.为了保证新增构件与砖柱之间的可靠黏结，在进行HPFL加固时，应将砖柱的表面泥渣、灰粉碎屑清理干净，表面进行凿毛处理并冲刷干净后再涂刷界面剂；在进行外包钢筋混凝土托换时，应特别注意结合面之间的处理，若结合面处理不当，结合面黏结力太小，托换结构缺乏足够的强度和刚度，上部主体结构的荷载和水平牵引荷载得不到有效传递，将造成结构的变形过大甚至破坏.砖柱结合面施工具体的做法为：砖柱在沿托换梁高度每隔一皮砖剔出水平槽，水平槽深度控制在25 mm左右，托换梁与砖柱之间沿高度方向插入两道界面连接筋，施工时要避免对上部主体产生过大扰动，结合面冲刷干净，并涂刷一层水泥砂浆，以保证结合面的质量和可靠性，砖柱结合面处理如图6所示.3有限元建模3.1模型的建立砌体结构的非线性有限元模拟比较复杂，对比分析后选取整体连续体模型对砖柱进行分析.砖柱、混凝土和高性能水泥复合砂浆层采用C3D8R单元，钢筋选用T3D2单元，不考虑钢筋和混凝土之间的黏结滑移作用，将钢筋嵌入到混凝土中.托换结构和砖柱的相互作用采用面-面接触单元来模拟，托换结构接触面为主面，砖柱接触面为从面，法向采用硬接触以保证接触面之间能有效传递接触压应力并且不会发生穿透现象，切向方向采用罚函数来模拟砖柱和托换结构之间的摩擦[6].HPFL和砖柱之间采用Tie约束方式.3.2材料本构模型本文采用ABAQUS中的CDP（concrete damaged plasticity）模型来建立混凝土、砌体和复合砂浆材料的本构关系，混凝土材料本构采用《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）[7]附录C中的混凝土单轴受压（拉）应力-应变曲线，质量密度取2 400 kg/m3.砌体材料质量密度取1 500 kg/m3，受拉本构模型参考文献[8]选用，受压本构采用杨卫忠[9]的基于细观模型的力平衡条件，考虑单元体强度分布特点来确定损伤演化的表达式.简化后的表达式见式（1）（2）（3）.钢筋采用理想弹塑性模型来建立其本构关系，不考虑其硬化强度[14-15].3.3加载过程托换梁底面采用简支支座来模拟钢滚轴支撑，砖柱底面模拟成固定端，约束三向位移.模拟过程中，定义4个工况，工况1为初始工况，托换结构施工完成，此时竖向荷载直接通过砖柱传递给基础，托换结构并未直接参与托换，即在柱顶作用1 000 kN竖向荷载；工况2为断柱工况，砖柱底部与基础分离，此时受力模式发生改变，托换结构参与托换，上部荷载全由托换结构承担，即释放砖柱底部的位移约束；工况3为平移工况，移位速率控制在60 mm/ min以内[11]，模拟托换节点在正常平移工況下的受力情况，按照吴二军等[12]提出的公式（5）求出水平牵引力值等效成静力加载在柱顶，即在砖柱顶部作用105 kN水平荷载.工况4为启动和卸荷工况，取消激活工况3的水平荷载，在砖柱顶点位置施加变幅位移荷载，初始位移为0.2 mm，最大位移为6 mm.4结果和分析4.1断柱工况将柱子截断后，结构的传力机制发生变化，原来上部荷载由砖柱传递给基础，断柱后由托换结构承受全部的上部荷载通过滚轴传递给下轨道.限于篇幅，本文仅给出加固后托换节点在断柱工况下有限元计算所得的应力云图如图7所示.通过有限元结果可以了解到柱子的最大应力集中在梁柱交接处的四个角部区域；托换连梁较托换梁受力大，最大应力约为托换梁的2倍，应力主要集中在支座斜上方延伸至顶部水平段形成的拱形区域，上部受压下部受拉；托换节点底部应力主要集中在柱子四角由结合面向外延伸区域；托换梁应力主要集中在支座处，并沿着梁的高度方向往上递减[13].托换连梁符合拉-压杆受力模型，即将上部荷载等效为两点集中荷载作用在柱边位置，而托换梁由于支座满布滚轴，不再符合拉压杆受力模型.。
钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能研究综述
第50卷增刊建筑结构Vol.50 S22020年12月 BuildingStructure Dec.2020 钢筋混凝土板柱节点抗冲切性能研究综述韦锋，任子华，张俊华（华南理工大学土木与交通学院，广州 510640）［摘要］钢筋混凝土板柱结构具有节约净空、平面布置灵活及施工方便等优点，是常见的建筑结构体系。
但板柱结构节点区受力复杂，目前对其传力机制和破坏机理尚未有统一的认识，板柱节点的冲切破坏问题尤其突出。
根据文献对钢筋混凝土板柱节点的破坏形态进行了总结，并根据相关研究成果归纳了板柱节点破坏形态的判别公式及应用条件；梳理了影响板柱节点抗冲切性能的主要因素，并对相关研究现状进行了综述，指出了进一步研究的方向。
［关键词］钢筋混凝土板柱节点；抗冲切性能；抗冲切承载力；抗冲切延性中图分类号：TU395 文献标识码：A 文章编号：1002-848X(2020)S2-0499-07State of the art of research on punching shear behavior of reinforced concrete slab-column connectionsWEI Feng, REN Zihua, ZHANG Junhua(School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)Abstract: Reinforced concrete slab-column structure has the advantages of saving headroom, flexible floor layouts andconvenient construction. It is a commonly used building structure system. However, the slab-column joint area is subjectto complex forces. At present, there is no unified understanding of its force transfer mechanism and failure mechanism.Punching failure of slab-column joints is a particularly prominent problem. The failure patterns of slab-column joints arereviewed according to related literatures. The discriminant formulas of failure modes of slab-column joints and theapplication ranges are summarized based on existing studies. The main factors influencing the punching resistance ofslab-column joints are sorted out, and the related research status is reviewed. The directions for further research arepointed out.Keywords: reinforced concrete slab-column connections; punching behaviors; punching capacity; punching ductility0 引言由水平构件为板和竖向构件为柱所组成的结构称为板柱结构。
设置托板和暗梁的板柱节点冲剪后受力性能的试验研究
第４０卷第５期２０２０年１０月 地 震 工 程 与 工 程 振 动ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＹＮＡＭＩＣＳＶｏｌ．４０Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．２０２０ 收稿日期：２０２０－０２－２５； 修订日期：２０２０－０３－２５ 基金项目：国家自然科学基金项目（５１５７８０１８）；北京科技新星计划项目（ｘｘ２０１７０９３） Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙ：ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（５１５７８０１８）；ＢｅｉｊｉｎｇＮｅｗ ｓｔａｒＰｌａｎｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ｘｘ２０１７０９３） 作者简介：李伊晨（１９９５－），女，硕士研究生，主要从事混凝土结构倒塌试验研究．Ｅ ｍａｉｌ：ｙｉｃｈｅｎ－ｌｉ＠ｑｑ．ｃｏｍ 通讯作者：李 易（１９８１－），男，副研究员，博士，主要从事工程结构防灾减灾研究．Ｅ ｍａｉｌ：ｙｉｌｉ＠ｂｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ文章编号：１０００－１３０１（２０２０）０５－０１７８－０９ＤＯＩ：１０．１３１９７／ｊ．ｅｅｅｖ．２０２０．０５．１７８．ｌｉｙｃ．０１８设置托板和暗梁的板柱节点冲剪后受力性能的试验研究李伊晨１，李 易１，周大兴２，闫维明１（１．北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京１００１２４；２．中铁建设集团有限公司，北京１０００４０）摘 要：板柱节点的冲剪后性能是影响其抗倒塌性能的重要因素之一。
我国工程多采用配置托板和暗梁的方式加强板柱节点，但带托板和暗梁的板柱节点受力性能更加复杂，特别是对冲剪破坏后的受力行为不明确，相关研究匮乏。
本文设计了３个板柱节点试件：托板试件（ＤＰ １、ＤＰ ２）和暗梁试件（ＥＢ），通过静力试验分析了试件的破坏机理和承载力变化规律，对比了两种加强措施对节点破坏模式和受力性能的影响。
结果表明：配置托板的板柱节点有两种冲剪破坏模式；托板显著提高了节点抗冲剪承载力，相较于ＤＰ １，托板厚度较小的ＤＰ ２抗冲剪承载力降低了１３％，ＥＢ降低了２９％，但托板试件脆性破坏特征明显，冲剪后残余承载力低；暗梁箍筋可以有效约束混凝土、让板内钢筋协同工作，从而提高节点延性。
梁柱不同混凝土强度等级的空间中节点抗剪承载力有限元分析
梁柱不同混凝土强度等级的空间中节点抗剪承载力有限元分析岑伟;李丽
【期刊名称】《浙江建筑》
【年(卷),期】2011(028)012
【摘要】高层框架结构中,柱混凝土强度等级往往高于梁板混凝土强度.通过有限元软件ANSYS建立空间中节点模型,采用数值模拟的方法对其进行了抗剪承载力方面的非线性分析,研究了不同梁柱混凝土级差情况下节点核芯区的应力分布和承载力特征等,提出施工建议.
【总页数】4页(P24-27)
【作者】岑伟;李丽
【作者单位】浙江大学建筑设计研究院,浙江,杭州,310027;浙江大学建筑设计研究院,浙江,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TU375:TU398
【相关文献】
1.劲性钢筋轻骨料混凝土梁柱节点抗剪承载力试验研究 [J], 刘蕊;刘京会;李新华;张海
2.型钢混凝土梁柱节点抗剪承载力研究 [J], 高伟;陈忠范
3.偏心钢筋混凝土梁柱节点的抗剪承载力分析 [J], 刘莹
4.受尺寸影响的大尺度钢筋混凝土梁柱节点抗剪承载力研究 [J], 崔燕伟;刘晶波;费
毕刚
5.新型截面SRC梁柱节点抗剪承载力计算研究 [J], 王秋维;史庆轩;田贺贺;王朋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钢筋混凝土柱偏心受压承载能力分析_刘建伟
受压区高度为界数值与承载
力设计值曲线对应的界限轴压比相等 , 即存在
ξb
=
Nu fcbh
=
[
n]
(1)
承载力标准值曲线中 , 柱子处于界限受压状
态时 , 界限受压高度不变 , 满足
ξb =fcN kbk uh=γNRuf/cγbFh=[γn Fk γ]R
(2)
式中 , Nu表示界限轴力设计值 ;Nk u表示界限轴力
小震时的受力状况 。大震作用下框架柱 , 尤其是 高烈度区边柱轴压比有一定程度的提高 (研究显 示 , 8度区多层框架结构边柱提高 1.5 倍左右 ), 这对构件抗弯承载力及结构 “强柱弱 梁 ”破坏机 制具有明显影响 。
假定大震工况与小震工况下框架柱轴压比之 比为 βn, 轴压比变化对框架柱抗弯承载力的影响 如图 4所示 (以表 1中 Z1为例 ), 大震作用下框 架柱承载力特征如下 :
图 4 轴压比变化对 Z1的抗弯承载力的影响 Fig.4 Bendingcapacityofcolumn1 astheaxialloadratiochanges
600
C30
HRB335
1.0
2.5
2.5
Z4
1000
1000
C30
HRB335
1.0
0.5
0.5
Z5
400
400
C30
HRB335
1.0
0.5
0.5
Z6
600
600
C50
HRB335
1.0
0.5
0.5
3 梁柱承载力标准值与设计值对比
柱纵筋配筋量由柱端弯矩控制时 (不由最小 配筋率控制 ), 柱抗弯承 载力标准值与设计值之
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* 国家自然科学基金项目（ 51178175，51338004） 。 作者简介： 易伟建，博士，教授，博士生导师，Email： wjyi@ hnu． edu． cn。
2
建筑结构
2016 年
下的中柱节点，往往不仅有竖向荷载作用而且还有 不平衡弯矩作用； 亦或当局部节点失效后，也会在相 邻节点产生较大的附加剪应力和不平衡弯矩。此 时，板柱节点的受力性能和破坏机理将变得异常复 杂，目前尚未获得统一认识。此外，如何避免板柱结 构在遭受偶然荷载作用时发生连续性倒塌，仍缺少 相关的概念和试验依据，板内钢筋的悬索作用机制 和作用角度具有较大的离散性。研究复杂应力状态 下相邻节点失效前、后穿柱钢筋的受力机制，从理论 上准确地解释板柱节点的破坏现象和破坏机理，对 于认识结构的工作状态和受力特性，保证结构的安 全性是十分有必要的。 1 试验概况 1. 1 试件制作
料实验室进行立方体抗压强度测试，测得的混凝土 立方体抗压强度 fcu取平均值，并根据我国规范［10］公 式换算得到混凝土轴心抗压强度 fc和轴心抗拉强度 ft。试件编号及主要参数见表 1，试件尺寸及配筋如 图 1 所示。
试件主要参数
表1
系列 试件
C-1 CS-1 C CB-1 C-2 CS-2 CB-2 E-1 ES-1 EB-1 E E-2 ES-2 EB-2
Experimental research on post-punching properties of interior slab-column connections subjected to eccentric load Yi Weijian，Zhao Jin，Zhu Zehua
（ College of Civil Engineering，Hunan University，Changsha 410082，China） Abstract： The results of an experimental and analytical study of interior slab-columns connections subjected to punching failure in the presence of the extra shear force and an unbalanced moment were presented，which characterized in the study by an eccentric load on the column． Moreover，the pre-punching and post-punching behavior and failure mechanism of slabcolumn connections with various longitudinal reinforcement ratio and the integrity reinforcement layout was studied under eccentric load action． In the end，a comparison with the predictions of the formulas proposed by codes and the experimental results was presented． Research results obtained may serve as a reference for making a rational design of anti-progressivecollapse structures． Keywords： interior slab-column connection； anti-progressive-collapse； integrity reinforcement； eccentric load； unbalanced moment； post-punching strength
fcu / MPa 32. 3 30. 4 37. 6 29. 7 28. 2 41. 0 30. 4 29. 3 30. 8 34. 2 31. 2 32. 2
fc / MPa 24. 5 23. 1 28. 5 22. 6 21. 5 31. 2 23. 1 22. 3 23. 4 26 23. 7 24. 5
图 2 所示。柱头朝上，板受拉面朝下，板四边简支于 净跨 1 /3 处的 8 个高度可调的滚动铰支座上，分别 在板中心两侧对称布置。其中，E 系列试件为了抵 抗加载柱头处的不平衡弯矩，故远离偏心荷载一侧 的板尺寸延长 100mm，并在板上部与板底支座对应 位置布置两个反支座，反支座上部钢板分别通过 4 根长 1 000mm、直径 30mm 的锚杆穿过板边预留孔 并锚固在下部钢框架上。钢框架由混凝土支墩承托 固定，底部架空，便于在试验过程中对板底裂缝进行 观察。试验通过刚性反力架向下施加竖向荷载，液 压千斤顶置于柱顶，上部布置荷载传感器，并在与反 力架接触位置布置球铰。板面各测点的竖向挠度 （ D，D1 ～ D6） 、角位移（ A1 ～ A4） 以及板侧水平位移 （ H1 ～ H4） 采用位移传感器量测； 柱周附近的混凝 土应变（ CW1 ～ CW3，CE1 ～ CE3，CS1 ～ CS3） 和板内 钢筋应变（ ① ～ ⑤，S1 ～ S9） 分别采用电阻应变计进 行量测。上述仪器均与 TDS530 静态数据采集仪相 连，所有试验数据均采用计算机自动采集，测点布置 如图 3 和图 4 所示。
试验选取不同加载方式（ 中心和偏心加载） 、纵 筋配筋率 ρ 以及穿柱钢筋布置方式为研究对象。所 有试件采用相似的钢筋布置，仅在板底受拉区配置 纵向钢筋，并 采 用 单 层 正 交 双 向 布 置，不 同 配 筋 率 （ 0. 86% 和 1. 28% ） 通过调整钢筋间距实现。四根 穿过柱核心的 B 型和 S 型穿柱钢筋（ 图 1） 沿试件的 两个主 轴 方 向，在 柱 中 心 两 侧 对 称 布 置，间 距 为 120mm。同时，为了保证穿柱钢筋能够有效锚固，在 钢筋端部采用弯钩锚固措施。板内所有钢筋均采用 直径为 14mm 的 HRB400 级钢筋，同批次截取 6 个 样本进行力学性能测试，测得的钢筋屈服强度 fy 和 极限抗拉强度 fst 取平均值； 混凝土强 度 等 级 均 为 C30。进行浇筑时，预留 6 个标准立方体试块，与试 件在相同条件下养护 28d。试验当天在湖南大学材
ft / MPa 2. 7 2. 6 2. 9 2. 6 2. 4 3. 0 2. 6 2. 5 2. 6 2. 8 2. 6 2. 7
图 1 试件尺寸及配筋图
第 46 卷 第 2 期 易伟建，等． 偏心荷载作用下中柱节点冲切破坏后受力性能试验研究
3
1. 2 试验方法 试验在湖南大学结构实验室完成，试验装置如
本文对 12 个钢筋混凝土中柱节点进行试验，分 为 C 和 E 两个系列，每个系列取 6 个试件。试件尺 寸按板柱结构假定反弯线内柱周板域取出，分别为 2 550mm × 2 550mm（ C 系列） 和 2 550mm × 2 650mm （ E 系列） ，板厚均为 180mm，以期尽可能地模拟实 际结构中柱节点原型。为了消除板域加载面积不同 的影响，加载柱头截面 均 为 250mm × 250mm 的 方 形，E 系列试件在中心加载柱头侧面增加牛腿以便 施加偏心荷 载，牛 腿 与 加 载 柱 顶 部 齐 平，偏 心 距 为 200mm。为了使加载柱头在试验过程中处于弹性状 态和防止其首先发生破坏，柱内配置了较多的钢筋， 以保证其具有足够的强度和刚度。柱头位于板中央 并与板整体浇筑而成，高度为 300mm； 板和柱内钢 筋的混凝土保护层厚度均为 20mm。同时，为了模 拟下部柱头对板中心裂缝发展的约束作用，在板的 下表面与上部加载柱头对应位置采用建筑结构胶粘 贴尺寸为 250mm × 250mm × 20mm 的钢板。
0 引言 在建筑物漫长的使用寿命当 Nhomakorabea，各种偶然突发
灾害事件，如爆炸、冲击等，不可避免地会造成局部 结构发生破坏，如何减少局部破坏对整体结构的影 响，防止因局部失效导致建筑物整体垮塌，即防止结 构的连续性倒塌破坏，成为目前国内外极限能力研 究的热点［1］，研究取得了丰硕的成果并制定了相关 设计规程［2-4］。通常来讲，采用超静定结构体 系 是 提高结构抗连续倒塌能力的一个基本要求，超静定 框架结构因偶然荷载作用引起关键支承构件失效后 可以在构件的多个位置形成塑性铰，这样就大大提 高了结构体系在发生局部破坏后备用荷载路径形成 的可能 性［5，6］。 板 柱 结 构 是 一 种 常 用 的 结 构 形 式， 但其发生连续性倒塌破坏的潜在危险因素却较框架 结构更加复杂。与框架结构类似，对于板柱结构，同 样希望板柱节点在发生冲切破坏后，剩余结构仍具 有可替代的备用荷载传递路径，继续维持整体结构
的稳定性。因此，涉及板柱结构的设计规范或规程 都从构造角度对钢筋布置提出要求［7-10］： 通常会在 楼板中配置通长钢筋，并在沿两个主轴方向贯通节 点柱截面布置连续的钢筋，即穿柱钢筋。在偶然荷 载作用下，当某根支承柱失效但上部楼板的跨度方 向并未发生改变时，若板中配置了足够的通长钢筋 并且钢筋具有足够的锚固长度，此时，楼板虽然可能 会产生非常大的变形，但其依然可以利用钢筋的悬 索作用继续承受板的自重甚至部分活荷载，有效地 防止楼板发生坍塌，从而为人员的逃生和营救赢得 时间［11-13］。结构 体 系 发 生 连 续 性 倒 塌 的 概 率 除 了 与超静定次数相关外，节点的强度和延性也直接影 响着结构体系的承载能力及耗能能力。对于板柱结 构而言，节点设计更是整体设计环节中至关重要的 部分。两侧不等跨、水平荷载以及不对称加载作用