钢纤维高强混凝土框架中节点抗震性能试验研究

论文摘要

建筑结构抗震性能与多种因素有关,历来是各国土木工程界研究的重点。钢筋混凝土框架结构作为目前世界上最流行的建筑结构形式之一,其抗震性能更是各国研究的重点和热点。国内外多次震害表明,节点作为框架结构的传力枢纽,同时也是框架的薄弱环节,是保证框架结构承载力和刚度的关键部位,节点破坏往往导致整个结构破坏。因此,我国现行设计规范要求在节点区域配置多而密的箍筋以保证其承载力,这就容易导致节点中钢筋拥挤、构造复杂以及施工困难。本文在节点核心区采用钢纤维混凝土取代箍筋,以改善节点性能,降低施工难度,并保证节点具有一定的抗震性能。本文制作了2个柱高1600mm、截面尺寸为200mm×200mm,梁长2600mm、截面尺寸为250mm×150mm的钢筋高强混凝土框架中节点试件。通过两个试件在低周反复荷载循环作用下的试验,研究了节点试件裂缝的发生和发展、试件的变形、延性、耗能以及试件最终的破坏形态。结果表明：在高强混凝土节点核心区使用钢纤维取代箍筋,改善了裂缝形态,提高了节点的开裂荷载和节点的变形、延性和耗能能力,在一定程度上改善了节点抗震性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 高强混凝土和钢纤维混凝土的发展
• 1.2.1 高强混凝土的发展
• 1.2.2 钢纤维混凝土的发展
• 1.3 钢纤维混凝土基本理论
• 1.3.1 钢纤维混凝土的基本组成材料
• 1.3.2 钢纤维混凝土的增强机理
• 1.3.3 钢纤维混凝土的基本力学性能
• 1.4 国内外框架节点的研究概况
• 1.4.1 普通钢筋混凝土框架节点研究概况
• 1.4.2 钢纤维混凝土局部增强框架节点研究概况
• 1.5 本文研究的内容
• 2 试验设计
• 2.1 试件材料的选取及混凝土浇筑
• 2.1.1 原材料选取
• 2.1.2 混凝土浇筑
• 2.2 试验设计
• 2.2.1 试件设计
• 2.2.2 试件参数及配筋的确定
• 2.2.3 材性试验
• 2.2.4 试验加载装置
• 2.2.5 加载制度
• 2.2.6 测量内容和测量方法
• 3 试验现象及分析
• 3.1 试验现象
• 3.1.1 试件A1的裂缝情况
• 3.1.2 试件A2的裂缝情况
• 3.2 试件破坏形态
• 4 节点变形及延性分析
• 4.1 节点承载力和骨架曲线
• 4.1.1 节点承载力
• 4.1.2 骨架曲线
• 4.2 变形分析
• 4.2.1 梁的变形
• 4.2.2 核心区剪切变形
• 4.2.3 柱子变形
• 4.2.4 梁端挠度的组成分析
• 4.3 梁端塑性铰区域钢筋应变分析
• 4.3.1 梁端塑性铰区域纵筋应变分析
• 4.3.2 梁端箍筋应变分析
• 4.4 节点延性
• 4.4.1 延性概念
• 4.4.2 位移延性
• 4.4.3 曲率延性
• 4.4.4 梁截面曲率延性的简化计算方法
• 5 恢复力特性及耗能分析
• 5.1 恢复力特性
• 5.1.1 滞回曲线
• 5.1.2 强度退化和刚度退化
• 5.1.3 几个典型的恢复力模型
• 5.2 耗能能力
• 5.2.1 等效粘滞阻尼系数
• 5.2.2 能量耗散系数
• 5.2.3 功比指数
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 个人简历
• 致谢