钢筋混凝土中间层边节点模型化方法研究

钢筋混凝土梁柱节点区非弹性变形包括梁纵筋黏结滑移和节点核心区剪切变形,对钢筋混凝土梁柱组合体的受力性能影响较大,在有限元模型中合理地考虑节点区的这两种非弹性变形是数值计算的难点和关键。利用OpenSees结构分析平台中的梁柱节点单元,根据中间层边节点的受力特点和试验结果,通过对钢筋滑移分量和剪切块分量的计算模型、参数计算方法进行改进,提出了修正梁柱节点单元模型,并以多组试验结果为依据,校核了修正梁柱节点单元模型计算的准确性和适用性。分析结果表明：修正梁柱节点单元模型能有效模拟中间层边节点的整体受力性能和局部非弹性变形特性;改进的梁纵筋滑移模型能更合理地模拟贯穿节点梁纵筋的受力特性;改进的剪切块计算模型能准确模拟节点核心区的剪应力大小,以及两个不同加载方向的节点剪应力差异。     

梁柱节点的单元模型校准与其组合体试验方法对比

梁柱节点是钢筋混凝土结构中受力性能复杂的重要部位,其有限元模型的合理性是结构非线性数值模拟成功实施的关键。在OpenSees结构分析平台上,以力学模型较为细化的梁柱节点单元(beam-column joint element)模型为研究对象,在合理确定梁柱节点单元各分量的参数取值方法的基础上,分别以多组钢筋混凝土梁柱组合体试件的梁端加载、柱端加载试验结果为依据,对有限元模拟结果的准确性进行校准,并在此基础上分析了同一组合体试件分别采用梁端加载、柱端加载两种试验方法时模拟结果的差别。结果表明：梁柱节点单元中模拟节点内纵筋滑移分量的材料模型存在较明显误差,当滑移较小时,模拟结果有相对较好的精度;当梁纵筋滑移量较大时,模拟的组合体整体滞回性能与试验结果相比误差较大;当梁、柱纵筋黏结滑移值较小时,同一组合体试件在梁端加载、柱端加载两种试验方法下的节点非弹性变形相近。     

RC梁柱节点抗剪机理及承载力计算方法综述

对国内外关于框架结构中梁柱节点抗震性能研究成果进行总结归纳,分析了加载过程中节点的破坏形态及其抗剪机理,总结了典型的梁柱节点抗剪承载力计算模型,并基于各国规范对比了现有的抗剪承载力计算模型的适用性。对比了美国规范ACI 318-19、欧洲规范EC2的抗剪承载力计算的差异,指出了《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015年版)建议的梁柱节点抗剪承载力计算结果相对保守。建议适量增加节点核心区配箍率,从而提高钢筋与核心区混凝土的粘结性能,减少纵筋的粘结滑移现象。     

加载方式对节点受剪承载力公式的影响分析

在钢筋混凝土(RC)梁柱组合体低周反复试验中,柱端加载、梁端加载是两种常用的外荷载施加方式。加载方式不同将影响梁柱节点的纵筋滑移、节点剪切变形等试验结果,对节点在试验过程中承受的最大剪力也有影响,但我国《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)并未依据加载方式不同区分节点抗震受剪承载力计算公式,加载方式与该计算公式的关系有待澄清。本文首先从受剪机理、节点最大作用剪力计算方法两个角度分析了加载方式的影响,然后收集大量梁柱组合体低周反复加载试验结果,在区分加载方式的基础上,将柱端加载试验、梁端加载试验的节点最大作用剪力试验结果分别与按照GB 50010-2010的节点抗震受剪承载力公式进行计算所得的结果进行比较,并考察了其统计特征值。结果表明,GB 50010-2010的节点受剪承载力公式更符合梁端加载梁柱组合体试件的节点最大作用剪力统计结果;柱端加载试件的节点剪力比值系数从总体上比梁端加载试件大15%左右。由于柱端加载的梁柱组合体的变形特征与地震下实际结构的变形规律更相符,我国规范GB 50010-2010的节点受剪承载力计算公式是偏安全的。