框架角节点承载力相关曲面的拉压杆模型分析研究.pdfVIP

建筑结构分会2006年年会学术会议论文 2006年 框架角节点承载力相关曲面的 拉压杆模型分析 高兰琴，苏小卒 (同济大学土木工程学院．上海200092) 摘要：本文建立了受负弯矩作用的角节点的拉压杆模型，并用拉压杆模型分析欤件CAST计算模型各杆件内力．得出了 角节点的极限承载力相关曲面．并在该曲面中划分出了节点的破坏特征范围。 关键词：拉压杆模型；框架角节点；极限承载力；相关曲面 节点性能对框架的内力和变形有重要影响“’。目前，国内钢筋混凝土框架节点设计均采用经验公式， 并满足一定的构造要求。对于非抗震框架中顶层角节点的承载能力尚无较成熟的计算方法。由于框架节 点属于D区．难以采用基于截面分析的极限状态法进行设计。而拉压杆模型法适用于任何结构，是目前 分析混凝土框架节点合理而又简单易行的方法。它不仅解决了传统设计方法不能很好解决的构造区域的 配筋设计，还能让设计者更清楚地认识区域的传力机制。 本文应用拉压杆模型法这一偏于安全的下限计算方法分析非震区钢筋混凝土框架中受负弯矩作用 的顶层角节点在不同荷载路径下的极限承载能力，得出了节点承载力相关曲面，并在该曲面中划分出了 框架角节点的破坏特征范围。 1框架顶层角节点的拉压杆模型分析 1．1试验数据、受力简图及节点配筋图 本文采用文献[2]中试件CJSa一8建立框架角节点的拉压杆模型，其受力简图、配筋图分别如图l(a)、 1(b)所示·其中节点宽度与柱宽相同a 度标准值和圆柱体抗压强度标准值分别为正=13 装厕i 强l』 一堕【：龇} 铷寸 (a)结构受力计算简图 (b)节点配筋幽 图l框架角节点结构受力计算简图和节点配筋图 300· 建筑结构分会2006年年会学术会议论文 2006年 8，垂直箍筋2 一：：760mm2：柱筋一，：4：：1448mm2，梁筋与柱筋均为Ⅱ级钢筋。节点内水平箍筋3m 弯矩作用时节点的典型应力场采用文献[4]中图3—25的计算结果。 1．2拉压杆模型的建立与验算 1．2．1拉压杆模型的建立及D区外力计算 本文取距离梁柱端各一倍梁柱截面高度以内的区域为框架角节点的D区“““。拉压杆模型的建立则 结合弹性有限元分析得到的应力分布图、“荷载传力路径”及构件配筋得到。 D区，t-；0是由B区的截面内力分析得到，因此，需确定B区斜压杆倾角。本文结合节点的弹性主应 力迹线分布，梁中斜压杆倾角0b取30。，柱中斜压杆倾角0 压杆模型，实际上，梁柱端弯矩、轴力、剪力应取箍筋拉杆处的截面内力【4l。粱柱箍筋拉杆位置如图2(b)。 根据角节点受力简图，可求得箍筋拉杆位置的作用外力，换算成作用于各拉杆、压杆的外轴力为： 7KN，如 图2所示。 1．2．2拉压杆模型的验算 根据力的平衡条件，可以计算出模型中各拉杆、压杆的内力，如图2(b)所示。 (1)拉杆验算 钢筋拉杆中，粱柱内箍筋按抗剪要求设定，箍筋拉杆强度自然满足要求。梁纵筋拉杆11和柱纵筋 明梁柱纵筋拉杆破坏。 框架角节点核芯区内通常有梁柱负弯矩钢筋搭接．并考虑到此处纵筋的锚固粘结使其应力有所降 低，故纵筋拉杆可认为不会在节点区内破坏。