论文部分内容阅读
国内外震害表明,钢筋混凝土框架节点在竖向荷载和地震水平力作用下将受到很大的水平剪力,使核心区混凝土发生剪切破坏。核心区混凝土轻则产生斜裂缝或交叉裂缝,重则碎裂成块,核心区箍筋外鼓或崩断,纵筋压曲呈灯笼状。碱式硫酸镁水泥混凝土具有很高的抗拉强度和弹性模量,如果应用于框架承重结构,能够大大提高节点的抗剪能力,减小结构的层间位移,所以研究其在框架中节点的抗震性能具有十分重要的意义。为了探讨碱式硫酸镁水泥混凝土推广应用于抗震设防地区框架承重结构的可行性,本文通过3个不同轴压比的碱式硫酸镁水泥混凝土框架中节点在低周往复竖向荷载作用下的加载试验,研究它们的破坏形态、滞回特性、位移延性、耗能能力、刚度退化等,并与同样尺寸、配筋的普通硅酸盐混凝土水泥框架中节点进行对比,得出以下主要结论:(1)当混凝土强度等级均为C30时,相同柱顶轴压作用下,碱镁混凝土节点割线刚度约为普通混凝土节点的1.25倍,与普通混凝土节点相比具有更大刚度;屈服时屈服荷载相等,碱镁混凝土节点梁端屈服位移更小,具有更好的位移延性。试件破坏后,碱镁混凝土节点核心区未出现斜裂缝,仍然有很高的等效粘滞阻尼系数;普通混凝土节点核心区斜裂缝较多节点抗震性能,等效粘滞阻尼系数衰退明显。(2)碱镁混凝土节点承载力完全满足《混凝土结构设计规范》框架梁柱节点的设计要求。本文通过抗震规范公式推导证明:在结构承载力满足设计要求的情况下,同尺寸的碱镁混凝土框架结构弹性层间位移角更小,更容易满足抗震设计规范设计要求。并由框架结构算例得出,与普通混凝土框架结构相比,较高的刚度使碱镁混凝土框架结构水平地震力作用下引起的变形减小了11%。本文的三维框架数值模拟证实,相同地震波作用下,强度等级C35的碱镁混凝土框架结构位移为普通混凝土框架结构的93%,随着强度等级从C35到C70的依次提高,这种优势更加明显,当强度等级为C70时,碱镁混凝土框架结构位移为普通混凝土框架结构的83%。(3)轴压比对普通混凝土节点抗震性能影响明显,过小的轴压比使混凝土节点滞回环“捏缩”现象严重,抗震性能差。通过对碱镁混凝土节点轴压比的控制发现,碱镁混凝土节点也有同样的情况。从滞回曲线、耗能能力、刚度退化和剪切角变形的试验结果分析,本文认为0.24~0.4轴压比属于碱镁混凝土节点合理轴压比。