向上冲剪条件下混凝土板柱节点抗倒塌性能试验研究

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钢筋混凝土板柱结构的节点容易发生脆性冲剪破坏,进而触发整体结构系统的连续倒塌。本文对板柱结构节点的破坏机理和抗力/变形发展规律开展了试验和理论研究,主要工作包括:  (1)设计了9个1/3缩尺的试件,其中传统的向上冲剪破坏试件7个(包括1个标准试件,3个变结构参数试件,3个加强措施试件)和2个向下冲剪试件。通过静力加载试验研究了RC板柱结构节点的抗倒塌破坏机理。  (2)研究了不同结构设计参数(板厚、配筋率以及支座弯矩筋通长)对板柱结构节点抗倒塌性能的影响。研究表明:冲剪破坏前后的承载力分别与板的几何尺寸和板内配筋有关;增加板厚和配筋率、设置通长负弯矩筋都可以增强节点承载力,有利于抗倒塌。  (3)研究了不同加强措施(增设暗梁、箍筋以及环梁)对板柱结构节点受力性能的影响。研究表明:暗梁和箍筋可以提高试件冲剪承载力和刚度,环梁内由于形成了较小的冲剪破坏区,因此冲剪承载力和刚度均下降,但是冲剪的脆性破坏得到了较大改善;暗梁和箍筋能够显著提升冲剪后的变形和承载力,而环梁试件仅能提高冲剪后承载力。因此,对冲剪后性能的提升效果满足:暗梁>箍筋>环梁。  (4)研究了不同冲剪方向(向上和向下)对板柱结构节点的影响。研究表明,对于无暗梁试件来说,不同冲剪方向对试件受力性能有较大影响。向上冲剪试件的抗冲剪强度更大;冲剪后因为钢筋断裂次序相反,向上冲剪试件的冲剪后承载力峰值出现在整体性筋断裂后、支座弯矩筋断裂前钢筋从混凝土中拔出时,而向下冲剪试件的出现在首根支座弯矩筋断裂而整体性筋未断裂时;对于有暗梁试件来说,暗梁使不同冲剪方向下的悬挂机制受力无明显区别。  (5)总结了板柱结构有无抗剪箍筋时抗冲剪承载力的理论计算方法,将各计算值与试验值对比,分析差异原因,为相关研究与工程实践提供了参考。
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