混凝土框架节点抗震性能研究综述
《2024年装配式预制混凝土框架结构抗震性能研究》范文
《装配式预制混凝土框架结构抗震性能研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速,建筑行业正面临着巨大的挑战。
其中,建筑结构的抗震性能成为重要的研究课题。
装配式预制混凝土框架结构因其高效率、低成本、可循环利用等优点,正逐渐成为现代建筑的主要结构形式。
然而,这种结构的抗震性能却因各种因素而存在不确定性。
因此,对装配式预制混凝土框架结构的抗震性能进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、文献综述近年来,国内外学者对装配式预制混凝土框架结构的抗震性能进行了广泛的研究。
研究表明,该结构在地震作用下的表现受到多种因素的影响,包括材料性能、连接方式、结构布局等。
其中,材料性能是影响结构抗震性能的重要因素之一。
不同类型、不同强度的混凝土材料对结构的抗震性能具有显著影响。
此外,连接方式也是影响结构整体抗震性能的关键因素。
合理的连接方式能够保证结构在地震作用下的稳定性和承载能力。
同时,结构布局的合理性也对结构的抗震性能具有重要影响。
三、研究内容本研究以装配式预制混凝土框架结构为研究对象,通过实验和数值模拟的方法,对其抗震性能进行深入研究。
1. 实验方法实验采用缩尺模型,对不同连接方式的装配式预制混凝土框架结构进行地震模拟试验。
通过改变连接件的强度、数量和布置方式等因素,研究不同因素对结构抗震性能的影响。
同时,对实验数据进行详细记录和分析,为后续的数值模拟提供依据。
2. 数值模拟利用有限元分析软件,建立装配式预制混凝土框架结构的有限元模型。
根据实验数据和实际工程情况,设置合理的材料参数和边界条件。
通过模拟地震作用下的结构响应,分析结构的变形、内力分布和损伤情况等,进一步探讨结构的抗震性能。
四、结果与讨论1. 实验结果实验结果表明,连接件的强度、数量和布置方式等因素对装配式预制混凝土框架结构的抗震性能具有显著影响。
合理的连接方式能够提高结构的整体稳定性和承载能力,降低地震作用下的损伤程度。
此外,不同类型、不同强度的混凝土材料对结构的抗震性能也具有重要影响。
预制混凝土框架结构抗震性能研究综述
预制混凝土框架结构抗震性能研究综述预制混凝土框架结构是一种现代化建筑结构,在建筑工程领域中得到了广泛应用。
预制混凝土框架结构具有预制化、规范化生产和快速施工等明显优点,在高层建筑、公共建筑和住宅建筑中得到了广泛应用。
然而,地震是导致建筑结构倒塌的主要原因之一。
因此,研究预制混凝土框架结构的抗震性能,提高其抗震能力,对于保障人民生命和财产安全非常重要。
本文对国内外研究预制混凝土框架结构的抗震性能的研究成果进行了综述,主要包括预制混凝土框架结构抗震设计准则、预制混凝土框架结构抗震性能试验、预制混凝土框架结构抗震性能分析与应用等方面。
抗震设计准则是指根据地震灾害的特点和建筑物的抗震能力确定的一系列技术规范。
在国内外,已经出台了一系列的预制混凝土框架结构抗震设计准则。
中国的《建筑抗震设计规范》中对预制混凝土框架结构的抗震性能进行了详细规定,包括强度等级、变形能力、刚度等级等。
美国的《建筑结构设计规范》对预制混凝土框架结构的抗震设计进行了详细说明,包括地震荷载的计算方法、结构响应的计算方法等。
欧洲的《结构设计标准》则采用了一种性能设计的方法,即根据结构的性能指标来进行抗震设计。
预制混凝土框架结构的抗震性能试验是研究其抗震性能的重要手段。
在国内外,已经开展了大量预制混凝土框架结构抗震性能试验。
中国科学院地震研究所对一座18层框架结构住宅楼进行了抗震性能试验,研究了框架结构的刚度、强度、裂缝性能等。
美国国家科学基金会在加州进行了一系列大型的预制混凝土框架结构抗震性能试验,研究了框架结构的性能指标、承载能力、裂缝性能等。
欧洲也开展了大量的预制混凝土框架结构抗震性能试验,探讨了框架结构的性能指标、强度等级和变形能力等方面的问题。
中国研究人员采用有限元软件进行预制混凝土框架结构的抗震性能分析,研究分析了框架结构的承载能力、应变分布和响应特性。
美国研究人员采用离散元法和非线性有限元分析方法,进行了预制混凝土框架结构的抗震性能分析,研究了框架结构的力学性能和变形能力等方面的问题。
钢筋混凝土框架结构在地震中的抗震性能研究
钢筋混凝土框架结构在地震中的抗震性能研究摘要:地震是一种自然灾害,给人类社会和经济发展带来了严重的破坏和损失。
钢筋混凝土(RC)框架结构是现代建筑中常见的结构形式,其在地震中的抗震性能显得尤为重要。
本文综述了钢筋混凝土框架结构在地震作用下的抗震性能研究现状,并讨论了影响框架结构抗震性能的关键因素及其改善措施。
1. 引言地震是由地球内部的板块运动引起的地壳震动现象,其能量释放巨大,对建筑结构造成巨大的威胁。
地震对建筑结构的抗震性能要求越来越高,因此研究钢筋混凝土框架结构在地震中的抗震性能具有重要意义。
2. 钢筋混凝土框架结构抗震性能的研究现状2.1. 抗震设计规范的发展钢筋混凝土框架结构的抗震性能研究始于20世纪初。
随着地震工程学的发展,抗震设计规范逐渐成熟,并对钢筋混凝土框架结构的抗震性能提出了一系列的要求。
国内外的抗震设计规范主要包括中国GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》、美国ACI 318-19《混凝土建筑规范》等。
2.2. 抗震性能参数的评估与分析钢筋混凝土框架结构的抗震性能参数包括刚度、强度、耗能能力和剪力传递性能等。
通过实验和数值模拟,研究者可以评估和分析钢筋混凝土框架结构在地震中的抗震性能。
相关研究表明,在一定的抗震设计条件下,增加钢筋含量、采用预应力技术和透水混凝土等可以有效提高框架结构的抗震性能。
2.3. 地震作用下的框架结构破坏机理钢筋混凝土框架结构在地震中常常经历弯曲屈服、剪切破坏和轴向压力破坏等多种破坏形态。
通过研究框架结构的破坏机理,可以更好地理解其抗震性能。
当前,研究者对框架结构的破坏机理已有了一定的认识,但仍存在一些问题有待进一步研究。
3. 影响框架结构抗震性能的关键因素3.1. 材料性能和构件质量钢筋混凝土框架结构的抗震性能受材料性能和构件质量的影响。
材料性能包括混凝土的抗压强度、钢筋的屈服强度等。
构件质量涉及施工质量控制、钢筋的加工和焊接质量等。
3.2. 结构形式和布置框架结构的形式和布置对其抗震性能有着重要影响。
混凝土框架梁柱节点FRP抗震加固研究综述
Re e r h Re iw n t e S im i r o m a e o nc e e Fr m e J i sRenf r e t s a c v e o h e s c Pe f r nc fCo r t a o nt i o c d wih FRP
Ab ta tT ela arigc p ct ,sin s,d cit n u lt ee eg isp tdo o ceefa onsrifre t R sr c : h o d cryn a a i y tfe s u t i a dc muai n rydsiae fcn rt rmejit enoc dwi F P f ly v h
20 0 8年 5月 1 日 , 2 四川 汶 川 发 生 里 氏 8 0级 特 .
F P Fb r e f cdPat s 纤 维增 强 复合 材 R ( ie i o e l i ) R nr sc 料加 固混 凝 土结构 是 近 l 0年 来 在 国内外 出现 和 发 展起 来 的一 种 新 型加 固技 术 。F P具 有 轻 质 高 强 、 R
第3 2卷 第 1期
21 0 0年 2月
1 -程 抗 震 与 加 固 改 造
V0_ 2. .1 l3 No
Fe b. 2 O Ol
Ea t qu ke Re i t n g n e i g a d Re r ft n rh a s s a t En i e r n n to i i g t
a ay e n lz d. Att e s h ame tme, b s d o h rs ls o h he rtc la a y i nd x rme a e e r h o h s imi e o ma e o i a e n t e e u t fte t oe ia n lss a e pe i ntlr s a c n t e es c p r r nc f f
装配式混凝土结构节点抗震性能研究综述
装配式混凝土结构节点抗震性能研究综述摘要:近年来,随着社会的进步与发展,现浇方式已经不能完全适应社会的发展需要,建筑行业迎来了新的发展机遇,逐渐向技术化、节能化以及无污染方向发展。
装配式建筑凭借减少施工污染、节约能源、提升劳动生产率等优点,装配式建筑得到大力发展。
装配式混凝土框架结构的节点区域是其薄弱部位,节点的连接技术将直接影响整体结构的稳定性和抗震性,决定着装配式建筑的进展程度,因此,研究装配式混凝土结构节点的抗震性能成为装配式框架结构的重中之重。
关键词:装配式混凝土;结构节点;抗震性能研究综述引言装配式建筑是指结构构件在工厂提前预制,然后运输到施工现场,并运用吊装技术和连接技术将各预制构件在现场装配而成的建筑。
从所用的材料来说,装配式混凝土结构、钢结构和木结构都可以称为装配式建筑。
17世纪向美洲移民时期所用的木构架拼装房屋就是一种装配式建筑。
1851年伦敦建成的用铁骨架嵌玻璃的水晶宫是世界上第。
二战期间,大量民用建筑遭到严重破坏,无法继续使用,因此居住问题成为二战后迫切需要解决的问题。
装配式建筑具有施工速度快、现场作业量少、有利于建筑工业化和环境效益好等优点,这促进了装配式建筑的发展。
因此,此时住宅产业化在美国、日本和加拿大等国家迅速兴起。
到20世纪末,在这些国家,装配式建筑作为住宅产业化的建筑生产方式,已经广泛用于各建筑领域,发挥着不可替代的作用。
2016年2月,国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,指出要发展新型建造方式,大力推广装配式建筑,力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。
2016年9月30日国务院印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,进一步明确装配式建筑的重点推进地区、积极推进地区和鼓励推进地区,提出因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构建筑。
众所周知,尽管装配式建筑具有特有的天然优势,但其缺点是连接可靠性和结构整体性问题。
钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究共3篇
钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究共3篇钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究1钢筋混凝土框架节点是框架结构中的一个重要节点,对于整个建筑的抗震性能有着重要的影响。
因此,对于其抗震性能的研究及设计方法的探索具有重要的现实意义。
本文将分析钢筋混凝土框架节点的设计方法和影响节点抗震性能的因素,并探讨钢筋混凝土框架节点抗震性能的提升方法。
一、设计方法1.节点类型钢筋混凝土框架节点类型多样,常见的节点种类包括平面节点、层间节点、T型节点等。
在设计中应根据实际需要选用合适的节点。
2.节点剪力传递方式节点剪力传递方式包括弯曲剪力传递、抗剪剪力传递和综合剪力传递等。
其中,弯曲剪力传递是一种常用的节点剪力传递方式,能够提高节点的刚度和承载能力。
3.节点加劲方式节点加劲措施能够提高节点的刚度和承载能力,常见的加劲方式有竖向钢筋加劲、水平钢筋加劲和预应力加劲等。
其中,预应力加劲能够提高节点的刚度和强度,从而提高整个结构的抗震性能。
4.节点布置节点布置应尽量符合抗震设计的要求,常见的布置方式有节点对称布置、节点集中布置和节点分散布置等。
在设计中应根据具体要求选择合适的节点布置方式。
5.节点材料选择节点材料的选择应根据抗震设计要求进行,通常包括钢筋、混凝土、预应力钢丝等。
在选择材料时应考虑强度、耐久性和可靠性等因素。
二、影响节点抗震性能的因素1.节点形式不同形式的节点对结构的抗震性能有重要影响。
一些节点形式繁琐、构造复杂,如T型节点,使得节点易发生局部破坏。
2.节点尺寸节点尺寸的大小直接影响节点的承载能力,当节点的尺寸过小时,会降低节点的承载能力,从而影响结构的整体抗震性能。
3.节点连接方式节点连接方式的种类繁多,在抗震性能的影响中也是十分关键的。
一些节点连接方式没有进行合理设计,使得节点的连接处易出现弱点,影响结构的整体抗震性能。
4.材料质量结构的材料质量是影响节点抗震性能的因素之一。
如果材料本身的质量不好,则可能导致节点的承载能力、刚度等方面的问题。
装配式混凝土框架结构连接节点抗震性能研究进展共3篇
装配式混凝土框架结构连接节点抗震性能研究进展共3篇装配式混凝土框架结构连接节点抗震性能研究进展1装配式混凝土框架结构是一种新型的建筑结构体系,其具有快速装拆、可重复使用、高质量成品等特点。
然而,在地震等自然灾害中,装配式混凝土框架结构需要具备良好的抗震性能,才能保证建筑物的安全性。
因此,本文将阐述装配式混凝土框架结构连接节点抗震性能的研究进展。
一、概述任何结构都会存在受力集中的地方,而装配式混凝土框架结构的连接节点是其中的一个重要环节。
连接节点不仅要承受垂直载荷和水平荷载,还要承受地震力对结构产生的影响。
因此,研究连接节点的抗震性能对于提高装配式混凝土框架结构的抗震能力至关重要。
二、节点类型装配式混凝土框架结构的连接节点类型主要分为刚性节点和半刚性节点两种。
刚性节点指的是在节点处设置刚性连接板和刚性箍筋,使框架节点形成整体刚性的连接方式。
此类节点的抗震性能较好,但在审美和构造上存在一定的限制。
半刚性节点则兼备了连接板和箍筋的作用,同时也可以兼顾节点伸缩性。
与刚性节点相比,其具有更好的工艺性和美观性,但在抗震性能方面可能略逊于刚性节点。
三、节点设计装配式混凝土框架结构的连接节点设计需要充分考虑其在地震作用下的受力特点。
主要包括节点的剪切抗力、轴向力承受能力、旋转能力和节点底部的剪切滞回性。
剪切抗力是连接节点的主要抗震指标之一,其抗震能力需要通过强化节点的节点钢筋来提高。
轴向力承受能力则是指节点在受到在竖向荷载作用下的承载能力,它主要由节点形式和节点刚度所影响。
旋转能力则是指节点在地震时具有可变形性,并且能够承受旋转荷载的能力。
节点底部的剪切滞回性指的是节点地基土壤中的缓慢变形过程,它对节点的剪切性能有着重要的影响。
四、节点连接方式装配式混凝土框架结构的连接方式有螺栓连接和焊接连接两种,而焊接连接由于需要现场施工,对构件的质量和准确性提出了更高的要求,使其难以被广泛采用。
因此,大多数装配式混凝土框架结构采用螺栓连接。
钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验研究
钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验研究钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验研究随着城市化进程的不断推进,建筑物的抗震性越来越被重视。
钢筋混凝土框架结构是一种常见的建筑结构形式,其节点作为框架结构的重要组成部分,其抗震性能对整个结构的抗震性能起着关键作用。
本文将就钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验进行研究。
一、钢筋混凝土框架节点的结构形式钢筋混凝土框架结构一般由柱、梁、墙等构件组成,构件之间通过连接件连接起来。
钢筋混凝土框架节点是连接构件的关键部分,承受着构件之间的荷载和力矩。
钢筋混凝土框架节点一般分为刚性节点和半刚性节点两种类型,其中刚性节点的刚度较大,而半刚性节点的刚度较小。
刚性节点的应力和变形分布较为均匀,而半刚性节点的应力和变形分布较为不均匀。
二、钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验钢筋混凝土框架节点的抗震性能试验一般通过模型试验进行。
在模型试验中,首先要确定试验的参数,包括节点类型、节点尺寸、材料类型和试验荷载等。
然后设计试验方案,制作试验模型,进行试验。
试验中,应根据试验要求进行加载,并记录试验数据,包括荷载、位移、应力、应变等。
试验结束后,应对试验数据进行分析和处理,得出试验结论。
三、钢筋混凝土框架节点的影响因素钢筋混凝土框架节点的抗震性能受到多种因素的影响,包括节点类型、节点尺寸、材料类型、试验荷载和连接方式等。
其中,节点类型是影响抗震性能最为重要的因素之一。
四、钢筋混凝土框架节点的设计方法钢筋混凝土框架节点的设计应根据国家相关标准和规范进行,采用强度设计和变形设计相结合的方法,保证节点的强度和变形能力均满足要求。
在节点设计中,应根据节点类型和荷载情况进行合理的尺寸设计和配筋设计,并选择合适的节点连接方式,确保节点的抗震性能。
五、钢筋混凝土框架节点的加固方法对于已经存在的钢筋混凝土框架结构,如果节点抗震性能不足,可以通过加固节点的方式提高结构的抗震性能。
加固方法包括增加节点的截面尺寸、加强节点的配筋、采用钢板加固等。
219406005_装配式混凝土框架结构梁柱节点的抗震性能研究
引言装配式混凝土框架结构主要是指提前在工厂预制好钢筋混凝土构件,然后运输到施工现场,通过现场拼装的方式建造而成的建筑结构。
该结构体系具有梁、柱构件易于预制化,平面布置灵活度高,连接构造相对简单等优点,而其主要的缺点在于抗震性能较差。
要保证框架结构的抗震性能,关键在于确保其薄弱部位—梁柱节点的强度、刚度和延性满足要求[1-2]。
本文在总结装配式混凝土框架结构梁柱节点抗震性能研究内容的基础上,介绍了装配式混凝土框架结构梁柱节点的常见连接类型及其优缺点,阐述了各类型节点的抗震性能研究成果,探讨了装配式混凝土框架结构梁柱节点存在的问题和未来的发展方向。
1 装配式混凝土框架结构梁柱节点连接形式按照施工形式的不同,装配式混凝土框架结构梁柱节点的连接形式主要可分为湿式连接和干式连接。
湿式连接通常是指采用钢筋将预制梁、柱构件连接起来,并在其连接处浇筑混凝土,主要包括钢筋套筒灌浆连接和钢筋浆锚搭接连接。
干式连接是指采用螺栓或焊接等连接方式,将拼接到位的构件固定连接起来,主要包括螺栓连接、焊接连接和预应力连接。
2 湿式连接2.1 钢筋套筒灌浆连接JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》中推荐钢筋套筒灌浆连接技术,该技术是装配式混凝土框架结构梁柱节点常用的连接方式。
其是在预制混凝土构件中预埋入专门加工的套筒,然后从套筒的两端分别插入钢筋并注入灌浆料,通过各材料间的黏结咬合作用连接钢筋与套筒。
为保证钢筋套筒灌浆连接的性能等同现浇的混凝土构筑物,研究者们从灌浆料、套筒形式、钢筋形式等方面开展了梁柱节点抗震性能理论和试验研究。
殷鹏飞[3]对高延性混凝土装配式框架套筒灌浆梁柱节点试件进行了低周反复荷载试验研究,分析了试件的装配式混凝土框架结构梁柱节点的抗震性能研究王 珂四川和易信工程勘察设计有限公司 四川 成都 610015摘 要:在总结装配式混凝土框架结构梁柱节点抗震性能研究内容的基础上,重点介绍了装配式混凝土框架结构梁柱节点的常见连接类型及其优缺点,阐述了各类型连接节点的抗震性能研究成果,探讨了装配式混凝土框架结构梁柱节点存在的问题和未来的发展方向。
钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究
钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究一、本文概述随着全球地震活动的频繁和建筑结构的日益复杂,钢筋混凝土框架节点的抗震性能和设计方法成为了土木工程领域的研究热点。
本文旨在探讨钢筋混凝土框架节点的抗震性能,分析其受力机制和破坏模式,并提出相应的设计方法,以提高结构的抗震能力。
通过深入研究和系统分析,本文旨在为工程师和设计师提供更为科学、合理的设计依据,为保障人民生命财产安全贡献一份力量。
在本文中,首先将对钢筋混凝土框架节点的抗震性能进行系统的理论分析和实验研究。
通过对节点受力机制的深入剖析,明确节点在地震作用下的应力分布和变形特点,揭示节点破坏的内在原因。
同时,通过大量的实验数据,验证理论分析的可靠性,并为后续的设计方法提供实证支持。
本文将提出一种针对钢筋混凝土框架节点的抗震设计方法。
该方法将综合考虑节点的受力特点、材料性能、结构形式等多方面因素,通过合理的结构布置和构造措施,提高节点的抗震能力。
同时,该方法还将注重与现有设计规范的衔接,以确保设计的可行性和实用性。
本文将对所提出的抗震设计方法进行应用研究和案例分析。
通过具体工程实例的验证,评估设计方法的有效性和可靠性,为实际工程应用提供有益的参考。
通过对案例的深入分析,总结经验教训,为今后的研究工作提供借鉴。
本文旨在通过理论分析、实验研究和设计应用等多个方面,全面深入地探讨钢筋混凝土框架节点的抗震性能与设计方法。
希望通过本文的研究,能够为土木工程领域的发展做出一定的贡献,为保障人民生命财产安全提供更为科学、有效的技术支持。
二、钢筋混凝土框架节点抗震性能分析钢筋混凝土框架节点的抗震性能是评估建筑结构整体安全性的重要环节。
在地震作用下,框架节点承受着来自不同方向的复杂应力,包括剪切力、弯曲力以及轴力等。
这些应力的综合作用可能导致节点出现裂缝、钢筋屈服、混凝土剥落等现象,从而影响结构的完整性和稳定性。
为了深入了解钢筋混凝土框架节点的抗震性能,我们需要对其进行系统的分析。
钢筋混凝土框架结构抗震性能的研究
钢筋混凝土框架结构抗震性能的研究一、引言钢筋混凝土框架结构因其具有较好的力学性能和施工性能,被广泛应用于建筑工程中。
然而,地震是世界各地都会遭遇的自然灾害之一,钢筋混凝土框架结构在地震中的抗震性能问题备受关注。
因此,本文旨在通过对钢筋混凝土框架结构的抗震性能进行研究,找出其存在的问题,并提出相应的改进措施,以提高其抗震能力。
二、钢筋混凝土框架结构的抗震性能2.1 钢筋混凝土框架结构的基本构造钢筋混凝土框架结构由柱、梁、框架等构件组成。
其中,柱是支撑结构的主要承载构件,而梁和框架则是起连接作用的构件,它们共同构成了一个相对稳定的体系。
2.2 钢筋混凝土框架结构的抗震性能钢筋混凝土框架结构的抗震性能主要受到以下因素的影响:(1)结构的设计和施工质量:结构的设计和施工质量是决定其抗震性能的重要因素。
如果设计和施工不符合规范要求,那么结构的抗震性能就会大大降低。
(2)结构的刚度:结构的刚度越大,其抗震能力就越强。
因此,在设计结构时应尽可能增加其刚度。
(3)地震力的作用:地震力是导致结构发生破坏的主要原因。
因此,在设计结构时应考虑地震力的影响,以减小结构的受力程度。
三、钢筋混凝土框架结构存在的问题3.1 抗震设计和施工质量低下一些设计和施工单位在进行钢筋混凝土框架结构的抗震设计和施工时,存在一定的失误。
例如,一些单位在进行结构设计时,没有考虑地震力的影响,或者对于地震力的估算不够准确;在施工过程中,一些单位在钢筋混凝土的浇筑和养护方面存在一定的缺陷。
3.2 结构刚度不足钢筋混凝土框架结构的刚度是其抗震性能的重要指标之一。
如果结构的刚度不足,那么在地震中就容易发生崩塌现象。
因此,在设计结构时应尽量增加其刚度。
3.3 结构的耗能能力不足结构的耗能能力是指在地震中结构所能吸收的能量。
如果结构的耗能能力不足,那么在地震中就容易发生破坏。
因此,在设计结构时应尽量增加其耗能能力。
四、提高钢筋混凝土框架结构的抗震能力的措施4.1 加强抗震设计和施工质量管理为了提高钢筋混凝土框架结构的抗震能力,必须加强抗震设计和施工质量管理。
混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究
混凝土梁柱节点抗震性能的试验研究概述:混凝土结构在抗震设计中起着重要的作用。
而混凝土梁柱节点作为结构中的关键连接部位,其抗震性能对整个结构的安全性和稳定性具有重要影响。
为了研究混凝土梁柱节点的抗震性能,进行了一系列的试验研究。
一、试验设计:为了模拟实际工程中的情况,试验选取了常见的混凝土梁柱节点类型,并设置了不同的参数,如梁柱截面尺寸、纵向钢筋配筋率等。
试验采用了静力加载和减震加载两种方式,以模拟地震作用下的实际情况。
二、试验结果:通过试验,我们得到了混凝土梁柱节点在不同加载方式下的受力性能和破坏模式。
在静力加载试验中,节点的破坏主要表现为梁端剪切破坏和柱端剪切破坏。
而在减震加载试验中,节点的破坏主要表现为剪切破坏和弯曲破坏。
三、试验分析:通过对试验结果的分析,我们可以得出以下结论:1. 混凝土梁柱节点在地震作用下容易发生剪切破坏,因此在节点设计中应注重节点的剪切承载力。
2. 梁柱节点的弯曲性能对结构的抗震性能具有重要影响,应合理设计节点的弯曲承载力。
3. 柱端的加劲筋对节点的抗震性能具有重要影响,应根据实际情况合理设置加劲筋的数量和位置。
4. 混凝土梁柱节点的抗震性能受到纵向钢筋配筋率的影响,过高或过低的配筋率都会导致节点的抗震性能下降。
四、改进措施:根据试验结果和分析,我们可以提出以下改进措施来提高混凝土梁柱节点的抗震性能:1. 合理设计梁柱节点的截面尺寸和纵向钢筋配筋率,以提高节点的承载能力和延性。
2. 增加加劲筋的数量和设置位置,以提高节点的抗剪切能力。
3. 引入新型的抗震设计理念和技术,如减震装置和阻尼器,来提高节点的抗震性能。
五、结论:通过试验研究,我们对混凝土梁柱节点的抗震性能有了更深入的了解。
混凝土梁柱节点在抗震设计中具有重要作用,其合理设计和改进措施可以提高结构的抗震性能,保证结构的安全性和稳定性。
未来的研究可以进一步探索新型的节点设计理念和技术,以提高混凝土结构的抗震性能。
装配式混凝土框架结构中节点连接抗震性能研究综述
装配式混凝土框架结构中节点连接抗震性能研究综述摘要:对近年来装配式建筑的快速发展进行了简要引述,提出了装配式混凝土节点处抗震性能薄弱的问题,旨在探究装配式混凝土框架节点处进行榫卯连接的抗震性能,归纳分析了国内外一些对于混凝土节点抗震研究的成果,并分析了榫卯节点的现状及对研究产生的影响,同时对榫卯节点的装配式应用进行了展望。
关键词:装配式建筑;榫卯节点;抗震;混凝土项目:装配式混凝土框架结构中榫卯节点连接抗震性能研究(项目号T2022095);华北理工大学大学生科技创新能力培育项目(项目号22E50100D)0 引言随着现代建筑技术的发展,工业化和城市化进程的推进,建筑产业也发生了极大的变革,装配式混凝土框架结构已成为一种常见的建筑形式,也将成为建筑结构体系中最为重要的部分。
在古代木质结构中,榫卯节点连接是一个重要的构造细节,因为其不仅能够传递载荷,而且能够提供抗震性能。
而在混凝土结构中,如果能同样巧妙地将榫卯连接作为混凝土结构中的连接构件,使混凝土榫卯节点在建筑工程中扮演重要的连接抗震角色,将能够有效地改善当今时代抗震技术难题。
因此对于榫卯节点连接的发展研究,不仅具有理论价值,更具有实践意义。
本篇综述旨在聚焦于装配式混凝土框架结构中榫卯节点连接抗震性能的研究,并对目前已知的有关研究成果进行分析和总结,以期能够为相关研究提供参考和借鉴。
1 背景中国经济快速稳定地持续发展,与此同时旧建筑方式和材料的污染与新问题产生了不可避免的冲突。
此种种让我国建筑绿色发展面临着更高的挑战。
目前我国建筑施工主要方式仍是现浇,建筑能耗惊人。
而国家预计2030年,二氧化碳排放量达峰值 24.11亿吨,在2060年完成中和。
要完成既定目标,绿色建筑将要发挥主要作用。
除此之外,国家发展水平的提高,城乡居民对环境污染、噪声污染提出高要求,各地各方对建筑环境和规范也提出了更高要求;如今社会大量人口进入城镇,导致城市建设用地紧张、农民工减少以及人工建设成本急剧增加;现浇式的混凝虽然历史久,性能也较为可靠,但施工操作相对复杂,用材以及用料量大,建造周期长,质量难以把控,工程事故也时有发生;同时,我国城镇化建设的重点也发生改变,重点转移到医院、学校等公共社区活动建筑,地铁、车站及飞机场等交通建筑,还有国家重点开发新区的筹建,更需要提升建筑物高效快速完成的能力。
钢筋混凝土框架结构的地震抗震性能研究
钢筋混凝土框架结构的地震抗震性能研究一、引言钢筋混凝土框架结构是目前在工业和民用建筑中广泛采用的一种结构形式。
地震是自然灾害中最具破坏性的一种,对建筑结构的抗震性能提出了极高的要求。
因此,研究钢筋混凝土框架结构的地震抗震性能,对于保障建筑结构的安全具有重要意义。
二、钢筋混凝土框架结构的基本结构特征钢筋混凝土框架结构是由柱、梁、楼板和节点等构件组成的。
其基本结构特征如下:1. 梁、柱和楼板构件的截面尺寸较大,具有较高的刚度和承载能力。
2. 节点是连接构件的部分,节点的强度和刚度对整个结构的抗震性能起着重要的作用。
3. 钢筋混凝土框架结构中,梁和柱的刚度差异较大,因此在地震作用下,易出现柱弯曲破坏和梁剪切破坏。
三、地震对钢筋混凝土框架结构的影响地震对钢筋混凝土框架结构的影响主要表现在以下几个方面:1. 地震作用会引起结构的动态响应,导致结构产生振动,严重时会导致结构的破坏。
2. 地震作用对结构的节点产生较大的剪力和扭矩,容易造成节点的破坏。
3. 地震作用对结构的柱产生较大的弯曲力矩,容易导致柱的翻转和折断。
4. 地震作用对结构的梁产生较大的剪力,容易导致梁的剪切破坏。
四、提高钢筋混凝土框架结构的地震抗震性能的措施为了提高钢筋混凝土框架结构的地震抗震性能,需要采取以下措施:1. 加强结构的节点部位的强度和刚度,采用合适的节点连接方式,增加节点的韧性,提高节点的抗震能力。
2. 加强结构的柱部位的强度和刚度,采用合适的柱截面形式,提高柱的抗震能力。
3. 加强结构的梁部位的强度和刚度,采用合适的梁截面形式,提高梁的抗震能力。
4. 在结构中设置适当的减震和防震措施,如设置减震器、防震支撑等,提高结构的能量耗散能力,减小地震对结构的破坏。
五、钢筋混凝土框架结构地震抗震性能的研究方法钢筋混凝土框架结构地震抗震性能的研究方法主要包括实验和数值模拟两种方法。
1. 实验方法:实验方法是通过对钢筋混凝土框架结构进行地震模拟试验,来研究结构的抗震性能。
混凝土框架结构中的抗震性能研究
混凝土框架结构中的抗震性能研究一、引言混凝土框架结构是建筑工程中常用的一种结构形式,其具有结构稳定性好、承载能力强、施工方便等优点。
但在地震等自然灾害面前,其抗震性能可能会受到影响。
因此,对混凝土框架结构的抗震性能进行研究,有助于提高结构的安全性和可靠性,减少灾害损失。
二、混凝土框架结构的抗震性能研究现状1. 国内研究现状国内对混凝土框架结构的抗震性能研究已经有了一定的积累。
例如,吕玉川等人通过模拟分析,研究了高层混凝土框架结构在地震作用下的动力响应和破坏机理。
他们发现,地震作用下,混凝土框架结构可能会出现拉应力集中、剪应力破坏等问题,建议采取加强节点、提高混凝土强度等措施来提高抗震性能。
2. 国际研究现状国际上对混凝土框架结构的抗震性能研究也比较深入。
例如,Pampanin等人通过数值模拟和试验验证,研究了混凝土框架结构的抗震性能,发现预制装配节点、钢筋混凝土剪力墙等可以有效提高抗震性能。
三、影响混凝土框架结构抗震性能的因素1. 结构形式混凝土框架结构的结构形式对其抗震性能有着很大的影响。
例如,双塔式混凝土框架结构在地震作用下容易发生相互作用,从而影响抗震性能。
2. 材料性能混凝土框架结构中所使用的材料的性能也会影响其抗震性能。
例如,混凝土的强度、骨架的强度等都会影响结构的稳定性和承载能力。
3. 设计参数混凝土框架结构的设计参数也是影响其抗震性能的重要因素。
例如,结构的初始刚度、间距、截面尺寸等都会影响结构的抗震性能。
4. 施工质量混凝土框架结构的施工质量也会影响其抗震性能。
例如,钢筋的弯曲、混凝土的裂缝等问题都可能会影响结构的稳定性和承载能力。
四、提高混凝土框架结构抗震性能的方法1. 设计优化通过优化设计参数,提高结构的抗震性能。
例如,增加结构的初始刚度、加强节点等。
2. 材料改良通过改良混凝土的配合比、使用高强度钢筋等方式,提高材料的性能,从而提高结构的抗震性能。
3. 施工管理加强施工管理,保证钢筋的正确布置、混凝土浇筑均匀等,从而提高结构的施工质量和安全性。
混凝土框架节点抗震性能研究综述
1 框架 节点 抗震性 能研 究进 展
的计算方法提出了许多设计建议。 低。梁纵 向钢筋在 节点 的一侧受 压 , 另一侧受 拉 , 过框架 节点 通 6 o年代初 , 国波 兰特水 泥协 会进 行 了第一 批框 架 节点 试 后纵筋应力 的这一 变化梯 度在 节点核 心 区产生 了很 高的粘结应 美
中图分类 号 : U3 2 1 T 5 . 文献标识码 : A
框架节 点受 力复杂 , 工也较 困难 , 施 是建筑结构 的关键部位 。 筋用量 , 而不进行节点抗剪计算 。 震 害和研究表 明, 架节点是结构抗震 的薄弱环节 。这 是 因为在 2 框 架节点 受 力机理 框 地震作用下 , 框架节 点承 受很大 的水 平剪 力 , 往会 产生 剪切脆 往 性破坏 。另外 , 在反 复荷 载的作用下 , 筋粘结力 退化 , 钢 易发生 钢 筋锚固破坏 , 从而大大降低节 点 的强度 、 刚度 和耗能能 力。因此 ,
在水平荷载作用 下 , 框架 节点核心 区受 到斜 向压力和与之正 自2 O世纪 6 年代 开始 , 国 、 0 美 日本 、 西 兰 、 国等 国都 陆 交的斜 向拉力的协 同作 用 , 新 中 当斜 向拉 力超过 混凝 土抗拉 强度 时, 续对框架节点在地震作用下的受力性能进行 了深入 的研究 , 重点 产生斜裂缝。水平荷 载反 向作用 时 , 在 另一方 向产生 斜裂缝 , 会 对如何改善节点的构造和延性进行 了探讨 , 并对 节点抗剪 承载力 从而形成 交叉斜 裂缝 , 核心 区混 凝 土 的承载 能 力和 刚度 逐渐 降
《2024年装配式预制混凝土框架结构抗震性能研究》范文
《装配式预制混凝土框架结构抗震性能研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速,建筑行业正面临着巨大的挑战。
其中,建筑结构的抗震性能成为了研究的热点。
装配式预制混凝土框架结构作为一种新型的建筑结构形式,具有施工周期短、材料利用率高、环保等优点,因此在建筑行业中得到了广泛的应用。
然而,其抗震性能的优劣直接关系到人民生命财产的安全。
因此,本文将对装配式预制混凝土框架结构的抗震性能进行深入研究,以期为相关研究和工程实践提供参考。
二、装配式预制混凝土框架结构概述装配式预制混凝土框架结构是一种以预制混凝土构件为主要构成部分的建筑结构形式。
其构件在工厂内进行生产,然后在施工现场进行装配。
这种结构形式具有施工周期短、材料利用率高、环保等优点,因此在高层建筑、桥梁、隧道等工程中得到了广泛的应用。
三、抗震性能研究方法为了研究装配式预制混凝土框架结构的抗震性能,本文采用以下几种研究方法:1. 理论分析:通过建立数学模型,对装配式预制混凝土框架结构的受力性能进行理论分析,为后续的实验研究提供理论支持。
2. 实验研究:通过制作装配式预制混凝土框架结构的缩尺模型,进行地震模拟实验,观察其在地震作用下的反应和破坏情况。
3. 数值模拟:利用有限元分析软件,对装配式预制混凝土框架结构进行数值模拟,分析其在地震作用下的应力分布和变形情况。
四、实验结果与分析1. 实验结果通过地震模拟实验,我们观察到装配式预制混凝土框架结构在地震作用下的反应和破坏情况。
实验结果显示,该结构具有一定的抗震能力,能够在一定程度的地震作用下保持结构的完整性。
2. 分析结合理论分析、实验研究和数值模拟的结果,我们发现装配式预制混凝土框架结构的抗震性能与其构件的连接方式、材料性能、几何尺寸等因素密切相关。
在地震作用下,该结构的节点和构件之间能够通过合理的连接方式实现协同工作,从而保证结构的整体稳定性。
此外,该结构的材料具有较高的强度和韧性,能够在一定程度上吸收地震能量,减轻地震对结构的影响。
钢筋混凝土框架节点抗震性能研究综述
钢筋混凝土框架节点抗震性能研究综述何婷【摘要】国内外多次地震灾害表明,钢筋混凝土框架结构的倒塌,多数是由梁柱节点破坏引起.然而目前,我国规范(GB50011-2010)中对节点抗剪承载力的计算仍采用的是半经验半理论公式,缺乏理论依据.本文通过各国钢筋混凝土梁柱节点试验研究、理论研究及数值模拟研究,归纳了节点抗震性能研究发展状况,并指出了目前研究存在的主要问题和研究方向.%A variety.of earthquake disasters have indicated that the collapse of the reinforced concrete frame structure is primarily caused by the failure of the beam-column joint.However,the calculation of the shear bearing capacity of the joint has been based on the semi-analytic method in the current standard (GB50011-2010) at present,which is lack of theoretical basis.Based on the experimental,theoretical and numerical simulation researches,the seismic performance of RC beam-column joints are summarized and the main problems of current research and the research direction are pointed out.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】3页(P52-54)【关键词】钢筋混凝土;梁-柱节点;抗震性能;数值模拟【作者】何婷【作者单位】长安大学建筑工程学院,西安 710064【正文语种】中文【中图分类】TU375.4钢筋混凝土框架梁柱节点主要是指框架柱与梁相交或重合的节点核心区域,以及与节点核心区域相连的梁端和柱端。
钢筋混凝土框架结构的抗震设计与加固技术综述
钢筋混凝土框架结构的抗震设计与加固技术综述摘要:钢筋混凝土框架结构是现代建筑中常见的一种结构形式,其抗震性能直接关系到建筑的安全性和使用寿命。
本文综述了钢筋混凝土框架结构的抗震设计与加固技术,通过对相关研究文献的分析,总结了抗震设计中的参数选择、结构设计和材料选用等关键环节,以及加固技术中的外加纤维布加固、剪力墙加固和梁柱加固等常用方法。
同时,结合实际工程案例,对各种技术的应用效果进行了评述,并提出了未来的发展方向和改进建议。
本文旨在为相关研究和工程实践提供参考,以促进抗震设计与加固技术的进步和提升。
一、引言钢筋混凝土框架结构是因其良好的抗震性能而被广泛应用于高层建筑和重要工程中。
抗震设计和加固技术的研究和应用对于提升钢筋混凝土框架结构的抗震能力具有重要意义。
本文旨在对钢筋混凝土框架结构的抗震设计与加固技术进行综述,以期为相关工程实践和研究提供参考。
二、钢筋混凝土框架结构抗震设计的关键环节1. 参数选择在进行钢筋混凝土框架结构的抗震设计时,合理选择设计参数是关键。
首先需要确定设计地震动参数,包括设计基本加速度、设计地震分组、设计地震烈度等。
此外,还要考虑结构的设计阻尼比、周期等参数,以及地震力分配和荷载组合等。
2. 结构设计钢筋混凝土框架结构的抗震设计需要考虑结构的整体性和合理布置,包括选择合适的柱梁比、设定合理的楼板刚度和强度,以及合理布置剪力墙和层间水平连接等。
3. 材料选用钢筋混凝土框架结构的材料选用直接关系到结构的抗震能力。
在抗震设计中,应选择具有良好延性和抗剪性能的混凝土和钢筋,以及合适的粘结材料和连接件。
三、钢筋混凝土框架结构的加固技术1. 外加纤维布加固外加纤维布加固是一种简单有效的加固方法,通过在构件表面粘贴或缠绕纤维布,提升构件的抗震性能。
常用的外加纤维布材料包括碳纤维布、玻璃纤维布等,其主要作用是增加构件的延性和承载能力。
2. 剪力墙加固剪力墙是钢筋混凝土框架结构中常用的抗震构件,其加固方法主要包括在墙体两侧加固钢筋、增加墙体厚度、设置剪力墙筋等。
装配式混凝土框架结构梁柱连接抗震性能综述
装配式混凝土框架结构梁柱连接抗震性能综述摘要:伴随着我国建筑行业的快速发展,装配式建筑获得了更为广泛的关注。
其中就混凝土结构而言,具有工期短、质量高、能耗低等优势,进一步顺应了建筑可持续发展战略目标。
其中就装配式框架结构而言最为困难度的问题之一就是节点连接问题,特别是梁柱连接,其连接质量对装配式混凝土框架结构抗震性具有重要的影响。
基于此,本文主要从装配式混凝土框架结构梁柱连接点抗震性进行了简要的分析,希望可以为相关工作人员提供一定的参考。
关键词:装配式混凝土;框架结构;梁柱;连接抗震性能;综述引言当前,建筑产业化已然成为城镇发展的重要途径,其中装配式建筑混凝土结构质量直接影响到建筑产业化发展质量,而框架结构梁柱连接抗震性作为核心技术,需给予更多的关注。
因此,加强装配式混凝土框架结构梁柱连接抗震性能分析尤为重要。
1装配式混凝土框架结构梁柱连接节点分析混凝土框架结构已然成为当前装配式建筑应用最为广泛的结构形式,其中节点连接质量直接影响到工程建筑整体质量。
所以,需给予更多的关注,在装配式混凝土框架结构梁柱连接当中,具体包含两种形式:(1)牛腿设计的装配式节点。
与其他传统节点连接对比,牛腿设计的装配式节点具备较高的承载力。
但在应用过程中,对建筑外观具有一定的影响,同时存在局压状况,导致混凝土局部压坏,导致节点承载力降低。
(2)梁、柱预制,楼板、节点核心区现浇的节点连接方式。
此连接形式,能够更好的提高建筑美观性,但在实施过程中存在施工困难,混凝土不容易充分振捣密实问题。
2装配式混凝土框架结构梁柱连接节点存在的问题(1)节点区域连接并未转变以往钢筋混凝土结构构造,只是在原有节点位置利用螺栓进行连接或利用预埋钢构件完成节点连接,前者的连接进一步减弱了节点核心区域混凝土整体质量。
而后者则进一步极大了钢材使用量,进一步增加了节点核心区域配筋率,同时梁柱节点核心区钢筋密集,进一步极大了混凝土浇筑振捣的困难性。
(2)装配式框架节点通过螺栓连接时,因梁端剪力利用螺栓传递给核心区混凝土,与栓杆交接混凝土极易导致局部出现受压损害,同时传力可靠性在螺栓质量以及施工质量影响下,导致抗剪能力无法获得有效的把控。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
混凝土框架节点抗震性能研究综述葛潇张华摘要:介绍了各国对混凝土框架节点抗震性能研究现状,重点阐述了框架节点的受力机理,并对现行各国规范关于框架节点的抗震设计控制体系进行了分类。
关键词:框架节点;受力机理;抗震性能中图分类号:TU323文献标识码:AResearch on the Seismic Performance of Concrete Frame JointsGe Xiao Zhang HuaAbstract: The study situation of the seismic performance of concrete frame joints is introduced.And the bearing mechanism of concrete frame joints is intensively analyzed. Also, the seismic design systems of concrete frame joints in each nation codes are classfied.Key words: concrete frame joints; bearing mechanism; seismic performance框架节点受力复杂,施工也较困难,是建筑结构的关键部位。
震害和研究表明,框架节点是结构抗震的薄弱环节。
这是因为在地震作用下,框架节点承受很大的水平剪力,往往会产生剪切脆性破坏。
另外,在反复荷载的作用下,钢筋粘结力退化,易发生钢筋锚固破坏,从而大大降低节点的强度、刚度和耗能能力。
因此,梁柱节点的抗震设计是钢筋混凝土框架结构抗震设计的重要内容。
1 框架节点抗震性能研究进展自20世纪60年代开始,美国、日本、新西兰、中国等国都陆续对框架节点在地震作用下的受力性能进行了深入的研究,重点对如何改善节点的构造和延性进行了探讨,并对节点抗剪承载力的计算方法提出了许多设计建议。
20世纪60年代初,美国波兰特水泥协会进行了第一批框架节点试验,1967年Hanson和Conner 发表了这次试验结果,这次试验后来成为节点研究的标准文献。
两位学者认为框架节点的抗剪强度能用钢筋混凝土梁的抗剪方程计算。
在大量试验的基础上,美国[1]在ACI 318-71规范中首次提出了节点的设计规定。
1976年美国ACI-ASCE-352委员会单独提出现浇框架节点的设计建议。
1985年ACI-ASCE-352委员会又对1976年的框架节点设计建议作了较大的修改。
后来,ACI 318-95再次对节点的设计有新的修改。
日本对RC框架节点的研究始于1936年二见秀雄博士的L形节点的试验研究。
之后进行了大量的中柱节点试验研究。
但是到目前为止,在日本的钢筋混凝土规范中,还没有关于混凝土节点的设计公式。
自1971年以来,新西兰[2]对节点的研究进行了卓有成效的工作。
1976年由R.Park和T.Paulay 所著的钢筋混凝土结构一书中对框架节点进行了相当详细论述。
1982年新西兰标准协会颁布了《混凝土结构设计规程》(NZS 3101),将框架节点的设计专门列为一章,详细地规定了设计计算方法和构造措施。
在我国,从1974年开始有组织地在全国范围内进行节点的试验研究工作。
在中国建筑科学研究收稿日期:作者简介:葛潇(1981-),男,助理工程师,上海市政工程设计研究总院,上海,200092张华(1974-),男,工程师,中交三航局第二工程有限公司,上海,200115院的组织下,由北京市建筑设计院、东南大学、西安冶金建筑学院等23个单位成立了框架节点专题研究组,先后对12种类型节点受力性能进行了系统研究。
一部分成果反映在《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)中。
从1990年至今,同济大学、清华大学、东南大学、西安建筑科技大学、合肥工业大学、北京市建筑设计院等单位先后进行了多种框架节点的抗震性能研究。
这些研究成果部分反映在《建筑抗震设计规范》(GBJ50011-2001)中。
在80年代,由于当时负责各国设计规范节点设计条文制订工作的学者对节点核心区传力机理和计算模型的看法有较大差异,使各国设计规范或设计建议采用的抗震框架节点设计方法差异较大,按相应规范计算出的节点配箍量也相差很多。
当时形成了以新西兰和美国为代表的两种截然不同的节点传力模型[3]。
一类是新西兰的“桁架机构”加“斜压杆机构”模型,应该说,这种模型并非新西兰学者的独创,另一类是在J.K.Wight教授主持下美国ACI 352委员会主张的“约束模型”,或称“柱模型”。
即认为可以把节点区看成是一段作用剪力较大的特殊柱段。
根据这种观点,美国ACI 318规范和ACI 352委员会建议的设计方法只从构造角度确定箍筋用量,而不进行节点抗剪计算。
2框架节点受力机理[4]在水平荷载作用下,框架节点核心区受到斜向压力和与之正交的斜向拉力的协同作用,当斜向拉力超过混凝土抗拉强度时,产生斜裂缝。
水平荷载反向作用时,会在另一方向产生斜裂缝,从而形成交叉斜裂缝,核心区混凝土的承载能力和刚度逐渐降低。
梁纵向钢筋在节点的一侧受压,另一侧受拉,通过框架节点后纵筋应力的这一变化梯度在节点核心区产生了很高的粘结应力。
随着弯矩的增加,框架节点核心区混凝土产生较宽的裂缝乃至破碎剥落,粘结力逐渐丧失,钢筋产生滑移。
梁筋的屈服逐渐渗入核心区,当节点受压区的粘结力完全丧失时,梁筋发生粘结锚固破坏,梁相对柱产生较大转动,形成塑性铰,框架节点刚度急剧降低,由此产生过度的侧向位移并引起柱抗弯承载力的相应降低。
在正常配筋的情况下,框架节点核心区的受力过程,通常经历以下四个阶段:1、初裂:当水平加载使核心区出现第一条斜裂缝时,核心区水平箍筋应力很小,框架节点基本处于弹性工作阶段,剪力主要由核心区混凝土承担;2、通裂:核心区对角线出现主斜裂缝,水平箍筋应力增长很快,中部箍筋大多屈服,框架节点刚度显著降低,进入弹塑性阶段;3、极限:核心区的剪切变形成倍增长,混凝土保护层开始剥落,水平箍筋几乎全部屈服,抗剪承载力达到最大值;4、破坏:核心区混凝土大块剥落,变形急剧增加,承载力下降,混凝土压碎。
2.2 节点的抗剪机理目前,对于钢筋混凝土节点较通用的受力机理主要有以下三种[5] [6]:(a) 斜压杆机理(b) 剪摩擦机理(c) 桁架机理图2 钢筋混凝土节点的宏观传力模型(1)斜压杆机理当节点核心区没有箍筋或箍筋很少时,节点核心区的抗剪承载能力主要由核心区混凝土所控制。
在节点核心区开裂以前,核心区沿对角线方向有一条潜在的斜压杆存在,且随着节点上相对荷载的变化,斜压杆的倾角和宽度也随之改变。
节点核心区开裂以后,在两条斜裂缝之间也形成了一个斜压杆(见图2a)。
最后,斜压杆的混凝土破坏,节点也就达到了极限强度。
这种模式适用于梁或柱承载能力较低而节点核心区未受到严重破坏的情况。
(2)剪摩擦机理该模式适用于节点核心区混凝土受剪破坏、水平箍筋屈服而梁筋尚未屈服、未发生粘结破坏的情况。
核心区剪切破坏的临界裂缝常沿对角线发生,将节点核心区分为两大块,在两大块之间产生滑动摩擦(见图2b)。
与裂缝相交的水平箍筋均受拉屈服。
节点核心区的抗剪能力则由以下两部分组成:一部分是穿越裂缝的箍筋受拉屈服所承担的剪力,另一部分是核心区的对角线处在弯曲压力下所产生的混凝土摩擦力。
(3)桁架模型当节点核心区既有水平箍筋又有较密的垂直钢筋时,核心区就如同一只网状笼子。
在反复荷载作用下,节点核心区承受很大的剪力,核心区产生很多条剪切裂缝,混凝土斜压杆的作用降低,大部分剪力由一个桁架机制来承担。
如图2(c)所示,在节点的断面上的剪力可以被分解成平行于剪力裂缝的斜压力C c和一个水平拉力V ch及一个垂直拉力V sh。
此时,可以设想:由水平箍筋(以及预应力筋)承担水平拉力,由垂直钢筋(包括中间柱筋)和柱轴向力承担垂直拉力,由斜裂缝之间的混凝土(在箍筋的约束下)承担斜压力,组成平衡体系,形成桁架机理。
按照桁架机理,节点核心区的抗剪强度将受混凝土、柱轴向力、水平箍筋和垂直钢筋所控制。
此时,可将柱轴向力的影响反映在混凝土抗剪能力中。
然后分别由节点核心区水平剪力求出水平箍筋,由节点核心区垂直剪力求出垂直剪力钢筋的需要量。
3 现行规范关于框架节点的抗震设计控制体系目前世界上的几个主要地震多发国家均根据各自的试验研究成果以及工程传统经验提出了相应的抗震节点设计控制条件。
但由于各国学者对节点的传力机理存在着不尽相同的看法,故其设计标Beam-Column Joints in Monolitic Reinforced Concrete Structures (1991)和日本AIJ Design Guidelines for Earthquake Resistant Concrete Buildings Based on Ultimate Strength Concept (1990)采用该类控制体系。
由于第二类控制体系舍去了“节点抗剪承载力计算公式”,因此要在中等和高剪压比条件下达到与第一类控制体系相同的对节点抗震性能的控制效果,就需要把“最大剪压比控制条件”和“最小配箍量控制条件”都取得比第一类控制体系更严一些。
参考文献[1] Building Code Requirements for Structure Concrete(318-99) and Commentary (ACI318-99 and ACI318R-99). Farmingtion Hills, Michigan 48333-9094: American Concrete Institute[2] 戴瑞同.关于新西兰规范中有关节点设计的两个问题的讨论.全国第九届混凝土结构节点与连接学术会议论文集.1991年6月,成都:150-158[3] 傅剑平.钢筋混凝土框架节点抗震性能设计方法研究:[博士学位论文] .重庆:重庆大学土木工程学院,2002[4] 李斌.无粘结预应力混凝土扁梁框架节点抗震性能研究:[硕士学位论文].福建福州:福州大学土木工程学院,2002[5] T.Paulay, R.Park , M.J.N.Priestley. Reinforced Concrete Beam-Column Joints under Seismic Action, Journal of the Americian Concrete Institute,1978,V ol75(11): 112-126[6] ACI-ASCE Committee 352. Recommendation for Design of Beam-Column Joints in Monolithic Reinforced Concrete Structures, ACI Journal, 1985,V ol,82(3):175-186。