钢梁—钢筋混凝土柱组合框架中间层中节点抗震性能试验研究

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RCS 组合框架是由钢筋混凝土柱与钢梁组成的新型组合结构体系,因为它最为经济地利用和发挥了钢和钢筋混凝土构件各自的优点,所以是一种低成本高效率的结构形式。本文设计制作了3个高剪压比的钢梁贯通型RCS组合框架中间层中节点试件,试件采用的构造措施主要包括:节点内设置水平箍筋、节点两侧设面承板、钢梁翼缘上开孔塞焊部分柱纵向钢筋、设置架立钢柱、靠近节点区域的柱端增设附加加密箍筋。通过3 个试件在不同受力条件(轴压比、节点配箍特征值)下的低周反复加载试验及相关分析,该文得出了以下6 点结论:①当发生钢梁屈服出铰后节点再被剪切破坏的失效模式时,RCS 框架梁柱节点具有较高的强度、较好的延性及耗能性能;②钢梁贯通型RCS 框架梁柱节点的受力规律可以总结为“三个层次四种机构”:层次一:由贯穿节点的钢梁腹板与翼缘框组成的型钢部分“框架-剪力墙”机构;层次二:翼缘框宽度范围核心区内部混凝土的斜压杆机构;层次三:翼缘框宽度范围以外的核心区外部混凝土中的桁架机构和斜压杆机构。层次一的受力最为主动,层次二是通过层次一的带动来参与受力,而层次三最为被动,它主要是通过层次二的带动作用参与节点受力;③当发生钢梁屈服后节点再剪切破坏的失效模式时,没有必要对节点的最小配箍特征值提出过高的要求;④增大轴压比可提高试件的开裂荷载和前期刚度,但过大的轴压比将降低节点区腹板抗剪能力,增加节点核心区混凝土斜压杆的负担,降低RCS 框架梁柱节点的延性;⑤构造措施对RCS 节点的性能影响很大,本文采用的构造措施可以避免过早的发生柱端混凝土的局部承压破坏;⑥在现有的型钢混凝土柱与钢梁连接节点抗震抗剪设计公式的基础上,结合本文的试验数据和分析,提出了钢梁贯穿型RCS 组合框架梁柱节点的抗震受剪承载力建议计算式。
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