【摘要】：隨著人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)理解的深入和對(duì)其抗震性能要求的提高，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)經(jīng)歷了多個(gè)階段的發(fā)展。其中，能力設(shè)計(jì)法是一種被廣泛接受的設(shè)計(jì)理念，其核心在于實(shí)現(xiàn)具有一定延性的預(yù)期損傷模式。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)，它表現(xiàn)為“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”等設(shè)計(jì)要求。這些在我國抗震規(guī)范中均有體現(xiàn)。但是從汶川地震和蘆山地震中鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的震害現(xiàn)象來看，對(duì)于以常規(guī)方法設(shè)計(jì)的非一級(jí)框架，“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)不一定能夠?qū)崿F(xiàn)，在底層出現(xiàn)層屈服機(jī)制甚至層倒塌的現(xiàn)象比較普遍。 為深入研究鋼筋混凝土框架的抗地震倒塌能力，本文從7度區(qū)既有框架結(jié)構(gòu)入手，設(shè)計(jì)一棟典型的三級(jí)框架結(jié)構(gòu)，從中選取包含底層柱腳在內(nèi)的雙向梁柱節(jié)點(diǎn)，通過水平往復(fù)加載試驗(yàn)，考察雙向加載作用和現(xiàn)澆樓板對(duì)其承載力、延性和破壞模式等方面抗震性能的影響，并通過有限元分析對(duì)框架梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞機(jī)理進(jìn)行研究。 論文主要完成了以下工作： （1）設(shè)計(jì)了6個(gè)包含底層柱腳的雙向梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)體，，其中包含3個(gè)中柱節(jié)點(diǎn)和3個(gè)邊柱節(jié)點(diǎn)，采用柱端主動(dòng)加載方式進(jìn)行雙向水平往復(fù)加載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，無論是否考慮現(xiàn)澆樓板的作用，按汶川地震前的2001版抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的三級(jí)框架節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)體在雙向往復(fù)荷載作用下均未出現(xiàn)預(yù)期的“強(qiáng)柱弱梁”的破壞模式。相反，三個(gè)中柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)體均在底層柱腳發(fā)生破壞，三個(gè)邊柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)體均在底層柱頂與節(jié)點(diǎn)區(qū)附近發(fā)生破壞。特別是對(duì)于邊柱節(jié)點(diǎn)，由于節(jié)點(diǎn)區(qū)在一側(cè)缺少梁的約束而過早發(fā)生節(jié)點(diǎn)區(qū)破壞。其承載力明顯低于中柱節(jié)點(diǎn)。在這種破壞模式下，樓板提高梁承載力的作用對(duì)整體試驗(yàn)體影響不大，但樓板為邊柱節(jié)點(diǎn)區(qū)提供的約束作用有助于在一定程度上提高其非線性變形能力。 （2）在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，基于軟化拉壓桿模型建立節(jié)點(diǎn)區(qū)的簡化分析模型，以梁單元模擬梁、柱構(gòu)件，以殼單元模擬樓板，在通用有限元軟件ABAQUS中對(duì)包含底層柱腳在內(nèi)的梁柱節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行數(shù)值分析。分析包括兩部分內(nèi)容：（a）對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的擬合和模型驗(yàn)證，（b）基于驗(yàn)證的數(shù)值模型進(jìn)行參數(shù)分析。在第一部分中，數(shù)值模型很好的再現(xiàn)了試驗(yàn)過程，中柱試驗(yàn)體破壞時(shí)主要集中于柱腳，而邊柱試驗(yàn)體在節(jié)點(diǎn)區(qū)產(chǎn)生過大的變形，超過了其極限剪切變形。在第二部分中，通過變化強(qiáng)柱弱梁系數(shù)并考慮有無樓板的情況，得出在梁柱節(jié)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”屈服機(jī)制所需的最小強(qiáng)柱弱梁系數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU375.4;TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2515581