论文部分内容阅读
框架节点和牛腿作为建筑结构的连接传力构件，是结构传递和分配内力的枢纽，同时框架节点和牛腿还对结构进入弹塑性工作阶段仍能保持整体性发挥着重要作用。国内外多次震害研究表明，框架节点是框架结构在地震作用下最容易受损的部位，其破坏往往会导致整个建筑结构倒塌。本文作为国家自然科学基金项目《高性能钢纤维混凝土节点受剪与抗震性能研究》(50678159)的组成部分，通过试验研究和理论分析，探讨了钢筋钢纤维高强混凝土框架边节点和钢筋钢纤维混凝土牛腿的受力性能，主要内容如下：
(1)通过9个钢筋钢纤维高强混凝土框架边节点试件在低周反复加载下的试验研究，探讨了钢纤维体积率、梁端钢纤维掺加范围、轴压比和配箍率等对钢筋钢纤维高强混凝土框架边节点延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能的影响。结果表明，随着钢纤维体积率的增大，或随着柱端轴压比在一定范围内的增大，框架节点的耗能能力逐渐提高。
(2)通过7个FRP加固受损钢筋钢纤维高强混凝土框架边节点试件在低周反复加载下的试验研究，探讨了FRP材料类型、FRP材料用量和FRP加固形式等对受损钢纤维高强混凝土框架边节点试件延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能的影响。结果表明，随着碳纤维布用量的增多，受损边节点试件的抗震性能明显提高。粘贴玻璃纤维布的加固形式与粘贴碳纤维布的加固形式在加固效果方面基本相同，且均优于粘贴混杂碳纤维布和玻璃纤维布的加固形式，节点核心区沿450粘贴碳纤维布的加固形式优于节点核心区沿00粘贴碳纤维布的加固形式。
(3)建立了钢筋钢纤维混凝土框架节点以及FRP加固受损钢筋钢纤维高强混凝土框架节点的有限元分析模型，探讨了钢纤维体积率、梁端钢纤维掺加范围、轴压比和配箍率等对钢筋钢纤维高强混凝土框架节点延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能的影响，以及FRP材料类型、FRP材料用量和FRP加固形式等对受损钢纤维高强混凝土框架边节点试件延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能的影响。
(4)根据对框架边节点破坏过程和破坏形态的分析，将斜压杆机理和桁架机理相结合，建立了节点核心区受剪承载力的计算模型。综合考虑影响节点核心区受剪承载力的主要参数，提出了基于位移延性的钢筋钢纤维高强混凝土框架边节点核心区受剪承载力计算公式以及梁端受弯承载力、核心区开裂荷载、梁端开裂弯矩和FRP加固受损边节点受剪承载力计算公式。
(5)通过22个钢筋钢纤维混凝土牛腿的试验研究和非线性有限元分析，探讨了钢纤维体积率、混凝土强度、剪跨比和配箍率等对钢筋钢纤维混凝土牛腿受力性能的影响。结果表明，钢筋钢纤维混凝土牛腿的破坏机理与普通混凝土牛腿类似，提高钢纤维体积率、配箍率和混凝土强度，或减小剪跨比，均可以提高钢筋钢纤维混凝土牛腿的力学性能。