高强混凝土加芯柱框架节点抗震性能试验研究

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高强混凝土加芯柱是在柱核心部位设置纵筋并与复合箍筋结合形成芯柱,以提高框架结构的抗震性能,它是一种改善框架结构因限制柱轴压比所产生“胖柱少筋”现象的经济、有效措施。而在加芯柱框架结构抗震中,梁柱节点属于极其重要的受力部位,但也是结构抗震的薄弱环节。若节点发生破坏,将难以修复,且对结构造成巨大的危害。目前国内外对加芯柱框架的研究甚少,几乎没有对高强混凝土加芯柱框架节点的研究。基于这种情况,本文对6个高强混凝土加芯柱框架节点进行往复加载试验,通过试验实测各级荷载下的位移值、混凝土及钢筋的应力分布及混凝土裂缝的开展情况,对节点的破坏过程、承载能力、变形、滞回性能、延性及耗能等进行研究。本文主要成果如下:(1)在水平往复作用下,所有试件节点核心区发生剪切破坏,与预期设计相符合;(2)在核芯纵筋配筋率处于0~2.2%之间,核芯纵筋配筋率增大有利于节点水平承载力的提高,最大达24.5%。在核心区配箍率为0~0.714%范围之间,核心区配箍率的增大有利于提高节点水平承载力,最大达7.2%。而当试验轴压比处于0.286~0.486时,轴压比的降低将使得水平承载力提升7.4%;(3)在0~2.2%的核芯纵筋配筋率、0~0.714%之间的核心区配箍率和试验轴压比处于0.286、0.486时,核芯纵筋配筋率和核心区配箍率的增大和轴压比的降低,有利于降低节点的剪切变形导致的节点位移;(4)通过对位移延性系数与等效粘滞阻尼系数讨论发现:在0~2.2%之间的核芯纵筋配筋率、0~0.714%之间的核心区配箍率和试验轴压比处于0.286~0.486时,核芯纵筋配筋率为1.1%、核心配箍率为0.491%与试验轴压比为0.486的节点延性和耗能能力最好,延性系数达2.4,等效粘滞阻尼系数为1.27。轴压比为0.286~0.486时,高强混凝土加芯柱框架节点的延性和耗能能力差异不大。试验结果表明,高强混凝土加芯柱框架节点的抗震性能良好。本文的研究可为补充和完善建筑结构抗震规范,也可为进一步研究提供参考。
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