鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)抗震

前言

　　節(jié)點(diǎn)在框架中起著傳遞和分配內(nèi)力，保證結(jié)構(gòu)整體性的作用，是框架結(jié)構(gòu)的重要部件之一。歷次震害表明框架節(jié)點(diǎn)在地震作用下易發(fā)生多種類型破壞，且震后不易修復(fù)。國(guó)際上對(duì)地震區(qū)框架節(jié)點(diǎn)性能的研究已有近60年的歷史，經(jīng)過20世紀(jì)70～80年代系統(tǒng)的試驗(yàn)研究與理論分析，各主要國(guó)家依據(jù)各自傳統(tǒng)建立了框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法。我國(guó)在唐山地震后成立了框架節(jié)點(diǎn)專題研究組，系統(tǒng)地研究了框架節(jié)點(diǎn)的性能，并完成大量試驗(yàn)及理論分析工作，在此基礎(chǔ)上建立了我國(guó)常規(guī)框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)體系。20世紀(jì)90年代以后，國(guó)際上常規(guī)框架節(jié)點(diǎn)研究趨勢(shì)轉(zhuǎn)向?qū)σ延性囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，重新認(rèn)識(shí)節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理，提出新理論模型。我國(guó)由于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，加之建設(shè)場(chǎng)地限制以及使用功能的需要，使得建筑平面布置和豎向體型日益復(fù)雜。在工業(yè)建筑方面，特別是冶金、電力、化工、礦山等的重載廠房，隨著生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)大，為滿足工藝需要，構(gòu)件截面不斷增加，而現(xiàn)階段我國(guó)國(guó)情決定了在今后較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)結(jié)構(gòu)體系仍主要采用鋼筋混凝土材料建造，這就不可避免地產(chǎn)生許多非規(guī)則的鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)，部分非規(guī)則節(jié)點(diǎn)則主要出現(xiàn)在我國(guó)，可以稱之為具有中國(guó)特色的框架節(jié)點(diǎn)，如錯(cuò)層節(jié)點(diǎn)及本書研究的變梁異型節(jié)點(diǎn)等。我國(guó)70 9／6以上大中型城市都屬于抗震設(shè)防區(qū)，對(duì)該類具有中國(guó)特色的節(jié)點(diǎn)性能開展研究，建立合理的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對(duì)于保證含有該類節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)整體的安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。　　本書以常規(guī)節(jié)點(diǎn)研究成果為基礎(chǔ)，考慮變梁截面異型節(jié)點(diǎn)受力特點(diǎn)，采用試驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合方法，系統(tǒng)全面地研究了變梁節(jié)點(diǎn)抗震性能、分類標(biāo)準(zhǔn)、破壞機(jī)理和設(shè)計(jì)計(jì)算方法，取得了一系列研究成果，建立了框架變梁異型節(jié)點(diǎn)理論模型，并提出了該類節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法?！　「兄x西安建筑科技大學(xué)白國(guó)良教授、朱佳寧博士和中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院李紅星博士在變梁變柱框架節(jié)點(diǎn)方面的基礎(chǔ)性研究工作。感謝長(zhǎng)安大學(xué)土木工程研究所研究生楊樂、姚顯貴、張保亮、唐王龍、高爽、孫賢洋等，他們對(duì)本書個(gè)別章節(jié)進(jìn)行了深入研究。本書引用了大量的參考文獻(xiàn)，在此對(duì)本書所引用參考文獻(xiàn)的作者表示謝意?！　「兄x國(guó)家自然科學(xué)基金“鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)破壞機(jī)理及設(shè)計(jì)方法研究”（項(xiàng)目編號(hào)：50608004）及教育部高等學(xué)校博士點(diǎn)基金“鋼筋混凝土框架異型節(jié)點(diǎn)破壞機(jī)理及設(shè)計(jì)方法研究”（項(xiàng)目編號(hào)：20060710004）對(duì)作者所進(jìn)行的研究工作的資助?！　∪珪擦拢唧w分工如下：吳濤編寫第l、3、6章，劉伯權(quán)編寫第2章，邢國(guó)華編寫第4、5章及附錄。吳濤負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。鋼筋混凝土框架節(jié)點(diǎn)研究涉及混凝土結(jié)構(gòu)抗剪分析這一百年學(xué)術(shù)難題，吸引了一代又一代追求理論完善的結(jié)構(gòu)工程師投身于節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理研究，許多學(xué)者窮其一生積極探求，這都是我們學(xué)習(xí)的榜樣；而遠(yuǎn)比常規(guī)節(jié)點(diǎn)復(fù)雜的異型節(jié)點(diǎn)，本書只是進(jìn)行了積極探索。由于變梁節(jié)點(diǎn)問題的復(fù)雜性，限于作者水平有限，書中難免存在不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正，也歡迎廣大讀者就書中相關(guān)內(nèi)容和資料講行交流。

內(nèi)容概要

本書是作者近年來對(duì)鋼筋混凝土變梁異型節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理、抗震性能和設(shè)計(jì)方法研究工作及成果的總結(jié)，并對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究做了介紹。    全書共六章，主要內(nèi)容包括常規(guī)框架節(jié)點(diǎn)抗震研究、鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究、變梁異型節(jié)點(diǎn)分類標(biāo)準(zhǔn)與破壞機(jī)理研究、變梁異型節(jié)點(diǎn)非線性分析、變梁異型節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)方法及算例分析等專題。另外，對(duì)國(guó)內(nèi)外混凝土節(jié)點(diǎn)抗震性能、混凝土構(gòu)件抗剪的相關(guān)研究?jī)?nèi)容也做了較深入的闡述與分析。    本書可供結(jié)構(gòu)工程專業(yè)的研究人員、教師、工程技術(shù)人員和大專院校的學(xué)生閱讀，也可供相近專業(yè)的科技人員參考。

書籍目錄

前言第1章  緒論　1.1  框架節(jié)點(diǎn)受力特點(diǎn)與分類    1.1.1  框架節(jié)點(diǎn)受力特點(diǎn)    1.1.2  框架節(jié)點(diǎn)分類    1.1.3  框架節(jié)點(diǎn)震害　1.2  框架節(jié)點(diǎn)研究概況    1.2.1  常規(guī)節(jié)點(diǎn)研究    1.2.2  節(jié)點(diǎn)抗剪能力計(jì)算方法    1.2.3  變梁節(jié)點(diǎn)研究　1.3  本書的結(jié)構(gòu)安排　參考文獻(xiàn)第2章  常規(guī)框架節(jié)點(diǎn)抗震研究　2.1  框架節(jié)點(diǎn)抗剪模型    2.1.1  斜壓桿機(jī)理    2.1.2  桁架機(jī)構(gòu)    2.1.3  約束機(jī)理    2.1.4  其他機(jī)理　2.2  節(jié)點(diǎn)抗剪強(qiáng)度影響因素    2.2.1  混凝土強(qiáng)度等級(jí)    2.2.2  節(jié)點(diǎn)幾何尺寸    2.2.3  配筋率    2.2.4  軸壓力      2.2.5  粘結(jié)性能　2.3  國(guó)外框架節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)方法      2.3.1  AC1—ASCE 352建議設(shè)計(jì)方法      2.3.2  AU建議設(shè)計(jì)方法      2.3.3  NZS3101建議設(shè)計(jì)方法　參考文獻(xiàn)第3章  鋼筋混凝土框架變梁異型節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究  3.1  試驗(yàn)概況    3.1.1  試件模型的選取    3.1.2  試件設(shè)計(jì)與制作    3.1.3  加載裝置及量測(cè)內(nèi)容　3.2  試驗(yàn)方法    3.2.1  加載制度    3.2.2  加載程序　3.3  試驗(yàn)過程及破壞特點(diǎn)    3.3.1  初裂階段    3.3.2  通裂階段    3.3.3  極限階段    3.3.4  破壞階段　3.4  試驗(yàn)結(jié)果分析    3.4.1  滯回曲線      3.4.2  剪力一剪切變形骨架曲線    3.4.3  影響因素分析    3.4.4  特殊配筋構(gòu)造措施    3.4.5  剛度退化    3.4.6  層間變形能力    3.4.7  節(jié)點(diǎn)耗能　參考文獻(xiàn)第4章  變梁異型節(jié)點(diǎn)分類標(biāo)準(zhǔn)與破壞機(jī)理研究  　4.1  變梁異型節(jié)點(diǎn)分類    4.1.1  常規(guī)節(jié)點(diǎn)受力特性    4.1.2  變梁節(jié)點(diǎn)受力特性    4.1.3  變梁節(jié)點(diǎn)分類標(biāo)準(zhǔn)    4.1.4  變梁節(jié)點(diǎn)特性對(duì)比　4.2  變梁異型節(jié)點(diǎn)破壞機(jī)理    4.2.1  常規(guī)節(jié)點(diǎn)破壞機(jī)理簡(jiǎn)述    4.2.2  變梁節(jié)點(diǎn)破壞機(jī)理分析    4.2.3  變梁節(jié)點(diǎn)破壞機(jī)理應(yīng)用　參考文獻(xiàn)第5章  變梁異型節(jié)點(diǎn)非線性分析　5.1  概述　5.2  改進(jìn)斜壓場(chǎng)理論    5.2.1  基本假定    5.2.2  MCFT理論簡(jiǎn)述    5.2.3  變梁節(jié)點(diǎn)計(jì)算模型    5.2.4  試驗(yàn)驗(yàn)證    5.2.5  常規(guī)節(jié)點(diǎn)抗剪計(jì)算　5.3  轉(zhuǎn)角軟化桁架模型    5.3.1  基本方程　　……第6章　變梁異型節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)方法及算例分析附錄　國(guó)內(nèi)外混凝土節(jié)點(diǎn)研究資料

章節(jié)摘錄

　　我國(guó)的國(guó)情決定今后在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，仍然大量應(yīng)用鋼筋土材料建造民用高層建筑及大跨、重載工業(yè)廠房。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)的基本建設(shè)規(guī)模宏大，特別是西部能源重化工基地如火如荼。結(jié)合我國(guó)國(guó)情，大量含有異型節(jié)點(diǎn)的高層民用建筑和重載、大跨廠房結(jié)構(gòu)正在興建，如何保障該類結(jié)構(gòu)中重點(diǎn)受力部位異型節(jié)點(diǎn)在地震作用下，特別是強(qiáng)震作用下的安全是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事。開展變梁異型節(jié)點(diǎn)研究，對(duì)于有效保證鋼筋混凝土變梁異型節(jié)點(diǎn)的安全，有利于提高此類結(jié)構(gòu)整體的安全性，必將對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到良好的促進(jìn)作用?！　「鶕?jù)鋼筋混凝土變梁異型節(jié)點(diǎn)特點(diǎn)，采用試驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合方法，借鑒常規(guī)節(jié)點(diǎn)研究成果，對(duì)鋼筋混凝土變梁異型節(jié)點(diǎn)的破壞機(jī)理、影響因素進(jìn)行研究，采用數(shù)值方法進(jìn)行變梁異型節(jié)點(diǎn)機(jī)理分析和抗剪能力計(jì)算，在此基礎(chǔ)上提出變梁異型節(jié)點(diǎn)的抗震設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行算例分析?！　〉?章重點(diǎn)介紹常規(guī)節(jié)點(diǎn)相關(guān)研究成果，為變梁異型節(jié)點(diǎn)分析提供理論支持和方法指導(dǎo)。介紹斜壓桿機(jī)構(gòu)、桁架機(jī)構(gòu)、約束機(jī)構(gòu)等常規(guī)節(jié)點(diǎn)主要抗剪分析模型，對(duì)影響節(jié)點(diǎn)抗震性能的主要參數(shù)，如混凝土強(qiáng)度等級(jí)、軸壓比、配箍率、粘結(jié)性能等進(jìn)行了闡述，介紹了美國(guó)、日本、新西蘭對(duì)節(jié)點(diǎn)抗震的設(shè)計(jì)規(guī)定?！　〉?章介紹變梁異型節(jié)點(diǎn)的偽靜力試驗(yàn)相關(guān)情況，為后續(xù)理論分析提供了第一手試驗(yàn)資料。分析了梁柱截面尺寸變化、配箍率、軸壓比等參數(shù)對(duì)變梁異型節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響，表明按照現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)的變梁異型節(jié)點(diǎn)難以滿足“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證了梁端加腋、梁端配“x”形筋等改進(jìn)配筋方法的有效性?！　〉?章針對(duì)梁柱截面變化對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的影響，提出了變梁截面異型節(jié)點(diǎn)類型的劃分準(zhǔn)則，結(jié)合異型中節(jié)點(diǎn)左右梁高不等的特性提出等效斜壓桿機(jī)理，并以該破壞機(jī)理為基礎(chǔ)，提出了一種預(yù)測(cè)異型節(jié)點(diǎn)區(qū)強(qiáng)度和變形的新模型?！　〉?章基于混凝土構(gòu)件抗剪的基本理論，如改進(jìn)斜壓場(chǎng)理論、軟化桁架模型方法、軟化拉一壓桿模型方法和Attaalla模型等對(duì)框架節(jié)點(diǎn)抗剪性能進(jìn)行理論計(jì)算，重點(diǎn)對(duì)變梁節(jié)點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析?！　〉?章在試驗(yàn)研究和理論分析基礎(chǔ)上，給出了與現(xiàn)行規(guī)范相協(xié)調(diào)的變梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法，并對(duì)實(shí)際算例進(jìn)行分析?！　　?/pre>








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