【摘要】：在現(xiàn)有RC梁柱節(jié)點(diǎn)抗剪模型的基礎(chǔ)上,提出了高強(qiáng)箍筋RC梁柱節(jié)點(diǎn)抗剪模型。該模型考慮了節(jié)點(diǎn)中混凝土的斜壓桿傳力機(jī)制和箍筋的抗剪作用。計(jì)算結(jié)果表明:通過建議的節(jié)點(diǎn)抗剪模型計(jì)算的高強(qiáng)箍筋RC梁柱節(jié)點(diǎn)的剪切應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗(yàn)結(jié)果符合較好,節(jié)點(diǎn)最大剪應(yīng)力計(jì)算值與試驗(yàn)值之比的平均值接近于1且變異系數(shù)較小。將該節(jié)點(diǎn)抗剪模型應(yīng)用于OpenSees程序中分析了高強(qiáng)箍筋RC梁柱節(jié)點(diǎn)在往復(fù)荷載作用下的力學(xué)行為,討論了混凝土強(qiáng)度和軸壓比對高強(qiáng)箍筋RC梁柱節(jié)點(diǎn)受力性能的影響。該模型可用于高強(qiáng)箍筋RC梁柱節(jié)點(diǎn)的受力分析。
【圖文】：

bhcos，由此可得主壓應(yīng)變2為：2sincos(5)主拉應(yīng)變1可通過應(yīng)變莫爾圓(圖5)求出：12/sin2(6)圖5應(yīng)變莫爾圓Fig.5Mohrcircleofstrain2.3斜壓桿剪力分析斜壓桿模型剪力只通過斜壓桿傳遞，根據(jù)斜壓桿的傳力關(guān)系，節(jié)點(diǎn)中剪力分量V為：strcosjjVAA(7)式中：為節(jié)點(diǎn)剪應(yīng)力；str為斜壓桿應(yīng)力；jA為節(jié)點(diǎn)面積；為斜壓桿與水平方向的夾角。為考慮節(jié)點(diǎn)箍筋的約束作用，采用Mander模型[13]計(jì)算核心混凝土的應(yīng)力c，通過折減系數(shù)考慮混凝土軟化效應(yīng)，考慮混凝土軟化后的本構(gòu)關(guān)系如圖6所示，其中，虛線表示未考慮軟化效應(yīng)的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，實(shí)線表示考慮軟化效應(yīng)后的混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。strc=(8)1cc1cc1cc1cc3.62|/|2.82|/|1,/0.390.45,/0.39≥(9)其中，cc為核心混凝土的峰值應(yīng)變。圖6混凝土應(yīng)力-應(yīng)變模型Fig.6Stress-strainmodelofconcrete應(yīng)用斜壓桿模型對文獻(xiàn)[12,14 18]中的高強(qiáng)箍筋節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖7所示。圖7(a)~圖7(c)中散點(diǎn)為試驗(yàn)數(shù)據(jù)，連續(xù)曲線為計(jì)算結(jié)果。斜壓桿模型計(jì)算的峰值剪應(yīng)力偏高，總體與試驗(yàn)結(jié)果符合不理想。圖7(d)為斜壓桿模型計(jì)算的節(jié)點(diǎn)試件峰值剪應(yīng)力與試驗(yàn)值的對比，峰值剪應(yīng)力計(jì)算值與試驗(yàn)值之比的平均值為1.17，，變異系數(shù)為0.38。采用Mander模型會高估高強(qiáng)箍筋約束混凝土的應(yīng)力是斜壓桿模型計(jì)算結(jié)果偏高的重要原因[15]。另外，節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)中的剪切變形一般通過對角線變形量測出，模型中節(jié)點(diǎn)變形分析與試驗(yàn)測量方法的差異也是影響計(jì)算結(jié)果偏差的因素。(a)RCJ-1應(yīng)力剪MP/a(b)HRCJ-1

ovcovcorcorsvsV0.75(fbfb)wcosAf(24)式中：covf和corf分別為考慮軟化效應(yīng)的節(jié)點(diǎn)保護(hù)層混凝土應(yīng)力和核心混凝土應(yīng)力；covb和corb分別為節(jié)點(diǎn)保護(hù)層混凝土厚度和核心混凝土寬度(箍筋內(nèi)皮算起)。模型的計(jì)算流程如下：1)假定節(jié)點(diǎn)剪切應(yīng)變通過式(19)計(jì)算Cj；2)通過式(18)和式(6)分別計(jì)算節(jié)點(diǎn)主壓應(yīng)變和主拉應(yīng)變；3)通過混凝土本構(gòu)關(guān)系和式(21)計(jì)算混凝土的應(yīng)力；4)通過式(22)和式(23)計(jì)算箍筋的應(yīng)力；5)通過式(24)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的剪力，剪力除以柱橫截面面積得到節(jié)點(diǎn)區(qū)剪應(yīng)力。本文模型計(jì)算結(jié)果如圖9所示，圖中散點(diǎn)為試驗(yàn)數(shù)據(jù)[12,14 18]，連續(xù)曲線為計(jì)算結(jié)果。計(jì)算曲線與試驗(yàn)結(jié)果的總體符合較好，節(jié)點(diǎn)試件的峰值剪應(yīng)力計(jì)算值與試驗(yàn)值之比的平均值為1.06，變異系數(shù)為0.26。本文模型的計(jì)算結(jié)果相比于斜壓桿模型更接近于試驗(yàn)結(jié)果且變系數(shù)較校-10-50510-0.02-0.010.000.010.02剪切角/rad(a)RCJ-1(b)HRCJ-1(c)HRCJ-2axm算值計(jì)M/aP(d)峰值剪應(yīng)力對比圖9本文模型計(jì)算結(jié)果Fig.9Calculatedresultsofproposedmodel本文提出的節(jié)點(diǎn)抗剪模型可直接應(yīng)用于OpenSees程序中，進(jìn)而分析高強(qiáng)箍筋RC梁柱節(jié)點(diǎn)在水平往復(fù)荷載下的力學(xué)行為。4高強(qiáng)箍筋RC梁柱節(jié)點(diǎn)非線性分析4.1高強(qiáng)箍筋RC梁柱節(jié)點(diǎn)數(shù)值模型驗(yàn)證4.1.1單元選取試驗(yàn)中RC梁柱節(jié)點(diǎn)的核心區(qū)發(fā)生剪切破壞，周邊梁柱以彎曲變形為主，因此采用OpenSees程序進(jìn)行節(jié)點(diǎn)數(shù)值模擬時(shí)可將節(jié)點(diǎn)核心區(qū)與周邊梁柱分開考慮，分別采用節(jié)點(diǎn)單元和梁柱纖維單元反映二者受力機(jī)理的不同特點(diǎn)。1)節(jié)點(diǎn)單元梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)選用程序中的二維節(jié)點(diǎn)單元來模擬，該模型包括剪切塊和零長度單元，考慮了節(jié)點(diǎn)的剪切變形、鋼筋的粘結(jié)滑移因素的影響，如圖10所示。剪切塊

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2640266