钢筋混凝土宽梁与薄墙肢节点的初步试验和非线性分析研究

钢筋混凝土宽梁与薄墙肢节点的初步试验和非线性分析研究

李平昌[1]2002年在《钢筋混凝土宽梁与薄墙肢节点的初步试验和非线性分析研究》文中认为框架剪力墙结构体系和薄壁异型柱结构体系在多高层建筑结构中得到了广泛的应用。但是迄今为止,相关研究主要集中在薄壁异型柱或剪力墙本身的受力性能和计算分析方法上,而对宽梁和薄壁墙肢相交节点的研究则相对很少。目前宽梁与薄墙肢节点的研究成果还不能满足实际需要。本文在宽梁与薄墙肢节点的弹性有限元分析基础上,设计了近似足尺的试件进行试验。试验结果较清楚地揭示了节点的受力变形规律和节点破坏的形态及内在机理。试验结果表明如果宽梁的上部纵筋在墙外侧时,仅仅按照规范规定的一般锚固长度设计,不能保证节点的承载力和变形要求。另外,本文利用Ansys通用有限元程序,对节点受力进行了非线性模拟,进一步印证、揭示了节点的受力变形规律,并为将来利用Ansys程序进行大量的节点非线性参数分析奠定了基础。关于宽梁与薄墙肢节点,可以得出以下几点初步结论:① 宽梁应该深入墙肢一定的深度,以使宽梁截面的弯曲应力沿着梁截面宽度分布均匀,充分发挥宽梁的抗弯能力,同时避免节点区混凝土的剪切失效,也避免剪力墙的局部因为受到的应力过大而拉裂。② 位于墙外侧的宽梁上部纵筋锚固环境较差,如果仅仅满足规范规定的锚固长度,不能保证节点的承载力和延性。③ 节点区的宽梁箍筋对于凸出在墙外的宽梁上部纵筋的锚固具有比较重要的作用。如果节点区的宽梁箍筋数量不足,宽梁在节点区将出现较多斜裂缝,最终使结构的承载力和延性变差。

段鹏程[2]2016年在《钢筋混凝土梁—墙平面内偏心连接节点的受力机理研究》文中研究表明随着高层建筑结构的发展,框架剪力墙结构体系和框架核心筒结构体系得到了广泛应用,出于对建筑使用功能和空间形式的考虑,会出现薄墙宽梁的的梁—墙平面内偏心连接节点。对于此类节点,目前的研究成果还不能满足实际需要。本文通过对节点的有限元参数化分析,研究了各参数对于节点受力的影响大小、最小伸入长度的取值与各参数之间的关系、最大偏心距与墙厚的比值的计算方法;并通过以上结论,探讨了节点的拉压杆模型并得到了节点的计算方法。得到的结论有:1)墙长和墙高的变化基本上不改变节点的受力状态。梁伸入长度的变化会改变截面的应力分布,但是对梁端位移影响不大。梁高和偏心距与墙厚的比值的变化,不仅会改变梁端位移,也会对节点应力分布产生较大影响。2)对于最小伸入长度的取值,可以忽略墙长和墙高的作用。最小伸入长度的取值主要与偏心距与墙厚的比值和梁高有关。3)因为偏心距与墙厚的比值对节点受力的影响较大,所以节点设计时,需通过计算控制偏心距与墙厚的比值。4)针对节点的力学特征,探讨了节点的拉压杆模型。5)给出了节点的设计方法建议。

唐琳[3]2006年在《钢筋混凝土宽梁—薄墙肢偏心节点受力性能研究和拉—压杆模型法设计》文中研究表明近年来大开间薄壁异型柱结构体系和短肢剪力墙体系在多高层建筑结构中得到了广泛的应用。但是与此相关的研究主要集中在异型柱或者剪力墙本身的受力性能和计算分析方法上,对宽梁和薄壁墙肢相交的特殊节点的传力机理、抗震性能的研究还相对较少,更谈不上在工程实践中为这类节点提供较为可行的设计方法。因此现有的宽梁与薄墙肢节点研究成果还不能满足实际需要。在重庆大学九九级、O一级硕士研究生针对该课题撰写的学位论文基础上,本文针对弯锚型偏心节点区宽梁纵向钢筋锚固长度的确定、宽梁高度的变化、纵筋直径以及配筋率等对受力性能影响等主要问题,进行了近似足尺的宽梁与薄墙肢相交偏心节点试验,通过分析,提出了较为合理的弯锚型偏心节点的拉—压杆模型,总结出了可行的宽梁与薄墙肢偏心节点的拉—压杆模型设计法。本文通过试验和分析,得到了以下主要成果:①试验表明文献[4]提出的弯锚型偏心节点梁纵向钢筋锚固长度公式基本上能满足节点的受力性能和延性要求,但是经过对比分析发现,缩短纵筋锚固长度后的构件性能不及按规范规定的直线锚固长度来确定梁纵筋锚固长度的构件,主要表现在外部钢筋提前屈服、宽梁纵筋深入剪力墙的部分受力不均匀、剪力墙出现局部拉脱式破坏、构件变形较大等方面。②增大宽梁高度、纵向钢筋直径、配筋率的偏心节点构件在正反向受力作用下,其受力性能和破坏形态与前面的试验结果差别不大。③提出了合理的宽梁与薄墙肢偏心节点的两类拉—压杆模型、校核混凝土压杆公式和偏心节点的设计方法。

金亚文[4]2014年在《分散筒结构复杂节点及其构造措施数值模拟分析》文中指出分散筒结构体系是一种适用于高层和超高层建筑的新型结构体系,经研究表明其具有良好的结构性能及经济性,有远大的应用前景。本文在总结了已有研究成果的基础之上,采用PKPM软件SATWE模块对某实际工程的结构方案进行了优化设计,并先后选取了其中受力比较复杂的薄墙-梁-板节点和分散筒筒体转角节点,运用有限元分析软件ANSYS进行数值模拟。针对两种节点的受力和破坏不合理的情况分别采取多种构造措施,并对各构造措施进行对比研究。本文首先对已研究结构的墙厚的合理性进行分析,得墙-梁-板节点在墙厚为200mm时挠度和裂缝宽度均满足规范要求,但在结构上部楼层的墙厚和墙体配筋有较大富余。为使结构方案更加合理,符合工程实际,本文对结构方案进行了优化设计并提取墙-梁-板节点进行数值分析,梁的受拉区裂缝宽度最大值满足《混凝土规范》中裂缝宽度限值,属于构件正常工作的裂缝。但在较高楼层节点中的无梁侧墙体中部出现了混凝土开裂的现象,墙体内的最大裂缝宽度已经接近规范规定的限值,考虑到墙体内裂缝深度几乎贯穿墙厚,裂缝范围遍及较广,墙体削弱严重,可能出现墙体在局部抗剪截面和承载能力不满足的情况;由于墙体较薄,梁端钢筋水平锚固长度不满足现行规范要求;另因为新型结构体系从严考虑,需要采取构造措施加以解决。本文针对上述问题以及规范相关规定给出了相应解决方案,并对明梁、明柱、梁延长、加腋四种构造措施进行了数值模拟分析。经过大量的对比研究得出,加腋后墙体受力不合理的问题未能解决,采取梁延长、明柱、明梁后,节点墙体内的裂缝消除,节点受力趋于合理。其中,本文针对明梁和明柱分别做了11种和6种构造方案,并采用分组对比的方式,以确定受力合理而又经济的构造措施形式,给出具有实际工程指导意义的具体解决方案。本文另从结构方案中选取受力较为复杂的分散筒筒体转角处节点进行屈服荷载作用下数值模拟分析,并得到以下结论:(1)梁上部一侧受拉钢筋在墙体内的水平段锚固长度不满足现行规范的最小锚固长度的要求,并造成了不利影响,需采取构造措施解决。(2)当梁上部锚入墙体内的钢筋应力在刚达到屈服强度时,未在纵向墙体中锚固的右侧受拉钢筋应力值较小,钢筋强度未被有效利用,构件及节点受力状态与现行规范的设计方法不相符,故需要采取构造措解决此问题。(3)在所有受拉钢筋尚未被充分利用时,梁端下部与墙体交接处的混凝土出现了压应力集中区,混凝土的压应变已经超过极限压应变的限值,说明当梁上部部分钢筋刚达到屈服强度时,局部墙体混凝土被压溃,节点发生脆性破坏,受力不合理、延性较差且存在薄弱环节,需要采取构造措施加以解决。针对节点上述问题,本文采取墙体转角处内侧加腋、加梁头两种构造措施进行详细的数值对比分析。梁加水平腋措施后节点的受力性能有大幅改善,梁内受拉钢筋的锚固长度均可满足规范要求,梁受拉钢筋基本同时达到屈服,此时梁下墙体局压接近混凝土极限压应变;加梁头后,没有锚固在剪力墙中的梁纵向钢筋锚固环境相对较差,不能很好地解决梁上部钢筋应力不同步的问题;且从使用功能考虑,由于梁头凸出墙体较多,可能会影响到电梯的正常使用。因此不推荐采取加梁头的构造措施。为进一步改善节点中墙体混凝土过早压碎破坏,本文采取将腋的高度增至右侧梁高的两倍和结构层高两种构造方案并进行对比研究,两种方案的墙体局压已经完全满足规范要求,对比其它性能发现,当腋的高度继续增加后的受力状态较两倍梁高的腋方案并无明显改善。因此,当采取加腋的构造措施时,筒体转角处节点的受力性能及锚固满足规范规定,腋的高度取右侧梁高的两倍时即可取得较好的效果。具体工程中,可根据经济性和施工方便性等因素综合考虑是否需在墙体全高设置腋。

白国良, 李瑞文, 朱佳宁[5]2014年在《短肢墙对型钢混凝土异型边节点抗震性能影响分析》文中进行了进一步梳理以某大型型钢混凝土结构主厂房为原型,采用ABAQUS混凝土塑性损伤本构模型,研究配置不同方向的短肢墙对SRC异型边节点抗震性能的影响程度.数值分析表明:配置纵向短肢墙可以改善该类异型边节点延性与破坏机制,避免"柱铰型"破坏机制出现;配置横向短肢墙可以大幅度提高该类异型边节点承载力与刚度,并有效地降低了刚度退化率;配置双向短肢墙可以明显地增大该类异型边节点滞回面积,改善抗震性能.

参考文献:

[1]. 钢筋混凝土宽梁与薄墙肢节点的初步试验和非线性分析研究[D]. 李平昌. 重庆大学. 2002

[2]. 钢筋混凝土梁—墙平面内偏心连接节点的受力机理研究[D]. 段鹏程. 贵州大学. 2016

[3]. 钢筋混凝土宽梁—薄墙肢偏心节点受力性能研究和拉—压杆模型法设计[D]. 唐琳. 重庆大学. 2006

[4]. 分散筒结构复杂节点及其构造措施数值模拟分析[D]. 金亚文. 中国海洋大学. 2014

[5]. 短肢墙对型钢混凝土异型边节点抗震性能影响分析[J]. 白国良, 李瑞文, 朱佳宁. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2014

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