论文摘要
当结构处于弹性受力状态时,节点剪切变形所引起的变形在框架结构整体变形中所占比例较小,但是当框架结构在地震作用下进入弹塑性状态时,由节点变形所引起的变形在结构整体变形中比重不容忽视,尤其是承受较大剪压比的节点。框架节点的变形主要由节点的剪切变形和梁纵筋滑移所产生的转角组成。而本文主要考虑节点剪切变形影响,对于节点滑移影响可通过对本节节点模型的剪切刚度修正来加以考虑。目前对钢筋混凝土结构抗震分析和计算时,一般都假定节点是刚性的,实际上完全刚性的节点是不存在的,尤其是在罕遇地震作用下的框架结构更是如此。因此,在进行钢筋混凝土框架结构地震反应分析时考虑节点剪切变形的影响显得很重要。本文基于Clough双线型恢复力模型和Takeda刚度退化三线型模型的基础理论,提出了符合节点抗剪机理的节点剪力与剪切变形之间的三线型滞回曲线模型,并主要考虑了剪压比、轴压比、配箍特征值三个因素对节点剪切变形的影响,给出了节点在各个阶段剪切刚度的计算公式。根据以上节点单元模型分析,利用SAP2000有限元分析软件对给定框架进行弹塑性时程分析,得出框架结构的层间位移角和顶点位移。主要结论和建议如下：(1)本文提出了符合节点实际剪切变形的节点力与变形的三线型恢复力模型和节点参数的计算公式,并将其应用于第四章中节点弹簧的定义当中。(2)第一次尝试把这种节点“宏模型”应用于整体框架,并提出了“宏模型”中弹簧轴向刚度的计算方法。(3)利用有限元软件SAP2000对考虑节点剪切变形和不考虑节点剪切变形的两种框架进行动力分析,通过改变输入最大地震加速度和节点单元参数,最后得到了各种情况下的计算结果。经过对比分析可看出,软件的计算结果与前面所述各因素影响节点剪切变形的规律基本相一致,证明本文提出模型单元的合理性和有效性。(4)节点剪切变形对整体框架的影响大小与地震作用大小有关,其随地震作用的增大而增大。