考虑节点内梁纵筋粘结滑移的试验及模拟方法研究

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框架结构的中间层中间节点在强烈地震地面运动作用下,贯穿节点段的梁筋一般处于一端受拉屈服而另外一端不同程度受压但不屈服的受力状态,伴随着拉压交替受力引起屈服渗透和混凝土损伤的加剧,节点区梁筋的粘结受力环境会变得更为不利。节点区梁纵筋屈服后,节点区的梁纵筋粘结滑移和节点剪切变形者两种非线性变形引起的梁端挠度是不可忽略的,其中对节点区梁纵筋的应力-滑移曲线进行准确描述是采用基于纤维模型的有限元方法模拟节点区非弹性变形的基础和关键。本文主要完成了以下研究工作:①根据收集到的国内39个钢筋混凝土平面框架中间层中间节点的试验数据,采用SPSS数据统计软件对节点内梁纵向钢筋应力-滑移模型回归分析的6个影响因素进行显著性分析,得到较为显著的影响因素,并经综合分析得到在拉拔试验中需重点考虑的影响因素。②重点分析了美国加州大学伯克利分校完成的17个节点中梁纵筋应力-滑移曲线的研究结果,并采用莫林辉s模型进行模拟分析,将试验结果与计算结果进行对比。③设计试验装置,改进试验方案,共完成了23个能在一定程度上体现节点受力特征的锚固钢筋循环拉压试验研究,逐一将试验结果与莫林辉s模型的计算结果进行对比分析,并对莫林辉s模型给予评价。本文主要结论:①莫林辉s模型对于模拟柱截面尺寸不大、梁纵筋相对贯穿长度(hc/d)不超过30的钢筋混凝土平面框架中间层中间节点的梁纵筋应力-滑移曲线较为适合,但该应力-滑移模型略微偏保守。②本文的试验方案专门用测量纵筋相对于混凝土的滑移,相对而言测量的结果较为准确。本文的试验结果可初步判断,节点试验中测到的滑移量偏大。③钢筋屈服强度和相对锚固长度对滑移量试验结果影响最显著,同样条件下,钢筋屈服强度越高,相对锚固长度越短,则钢筋与混凝土的粘结性能越差,钢筋的滑移量也越大。莫林辉s模型[27]目前未充分体现相对贯穿长度(hc/d)的影响有待补充试验数据后进行改进。
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