高强混凝土空间节点设计方法研究

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为研究钢筋混凝土框架空间节点的抗震设计方法,本文选用框架节点受剪理论模型中的软化拉压杆模型,对该模型中混凝土斜压杆倾角、直交梁和现浇楼板的贡献等方面进行了修正,得到了更合理的空间节点受剪分析模型,应用修正后的模型对国内外77个框架节点进行了受剪分析。具体工作如下:(1)对软化拉压杆模型中核心区混凝土斜压杆倾角在不同轴压比情况下的计算方法进行了改进,提出了更合理的节点受剪分析模型。应用修正软化拉压杆平面节点模型对收集到的国内外48个平面节点进行了受剪承载力理论计算,验证了修正软化拉压杆平面节点模型的合理性,对比分析了在轴压比不同时修正模型与原模型计算结果的精确性。(2)在修正软化拉压杆平面节点模型的基础上,将直交梁和现浇楼板对节点的约束作用考虑在内,得到了空间节点受剪分析模型。应用修正软化拉压杆空间节点模型对收集到的国内外29个单项加载的空间节点进行了抗震受剪承载力理论计算,验证了修正软化拉压杆空间节点模型的合理性。(3)利用本文建议的修正软化拉压杆模型对77个框架节点进行了受剪分析,探讨了混凝土抗压强度、轴压比及核心区配箍特征值等对框架节点抗震受剪承载力的影响规律。(4)选用中、美、新西兰三国混凝土结构设计规范,对混凝土强度等级为C50~C80的高强混凝土空间节点的抗震设计方法进行了对比研究,包括节点抗剪承载力计算公式、节点最大剪压比控制条件、节点最小配箍量限制条件及贯穿节点梁柱纵筋的粘结锚固条件。讨论了各规范建立节点抗震设计控制条件的思路方法及优劣性。研究发现,利用修正软化拉压杆模型得到的剪力计算值与试验值符合较好,与现行规范方法计算结果相当。在轴压比大于0.2后,修正软化拉压杆模型与软化拉压杆模型相比能更准确地预测节点抗剪强度;在轴压比大于0.4以后,软化拉压杆模型剪力计算值明显偏大,而修正软化拉压杆模型剪力计算值与试验值符合较好。修正软化拉压杆模型能较好地反映混凝土抗压强度、轴压比及核心区配箍特征值等对节点抗剪承载力的影响规律。
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