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节点是框架结构的重要组成部分,钢筋混凝土框架的震害多集中于节点及其附近区域,且节点破坏后很难加固修复。本论文将PVA纤维混凝土应用于框架梁柱节点及其附近区域,通过对8个框架梁柱节点试件的低周反复载荷试验和非线性有限元分析,对框架节点的力学性能进行了深入的研究。
通过低周反复荷载试验,观测了PVA纤维混凝土框架节点试件的破坏形态和裂缝发展过程,得到了PVA纤维混凝土框架节点梁端荷载位移滞回曲线、骨架曲线和位移延性系数,研究了节点区箍筋间距、轴压比改变对PVA纤维混凝土增强框架节点的破坏形态、滞回特性及剪切延性的影响。研究结果表明:节点区采用PVA纤维混凝土,可以提高框架节点的开裂荷载和极限承载力,抑制裂缝的发展,提高节点的抗震延性及耗能能力,PVA纤维混凝土可替代或部分替代节点核心区箍筋的抗剪作用,降低了节点处箍筋的密集程度,为改善钢筋混凝土框架节点的抗震性能提供了新的有效途径。
在试验研究的基础上,通过大型有限元分析软件,考虑节点区掺入PVA纤维混凝土、节点区是否配箍等因素对PVA纤维混凝土框架节点建模、加载并进行非线性分析。得出了PVA纤维混凝土框架节点在单调荷载的荷载-位移关系曲线,并与低周反复载荷作用下的骨架曲线进行了比较分析,研究了在两种荷载作用下节点的屈服强度、屈服位移、延性系数、功比指数等,验证了有限元计算所建立的模型的正确性。为PVA纤维混凝土增强框架节点的优化设计和施工提供参考。
通过低周反复荷载试验,观测了PVA纤维混凝土框架节点试件的破坏形态和裂缝发展过程,得到了PVA纤维混凝土框架节点梁端荷载位移滞回曲线、骨架曲线和位移延性系数,研究了节点区箍筋间距、轴压比改变对PVA纤维混凝土增强框架节点的破坏形态、滞回特性及剪切延性的影响。研究结果表明:节点区采用PVA纤维混凝土,可以提高框架节点的开裂荷载和极限承载力,抑制裂缝的发展,提高节点的抗震延性及耗能能力,PVA纤维混凝土可替代或部分替代节点核心区箍筋的抗剪作用,降低了节点处箍筋的密集程度,为改善钢筋混凝土框架节点的抗震性能提供了新的有效途径。
在试验研究的基础上,通过大型有限元分析软件,考虑节点区掺入PVA纤维混凝土、节点区是否配箍等因素对PVA纤维混凝土框架节点建模、加载并进行非线性分析。得出了PVA纤维混凝土框架节点在单调荷载的荷载-位移关系曲线,并与低周反复载荷作用下的骨架曲线进行了比较分析,研究了在两种荷载作用下节点的屈服强度、屈服位移、延性系数、功比指数等,验证了有限元计算所建立的模型的正确性。为PVA纤维混凝土增强框架节点的优化设计和施工提供参考。