• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

基于软化拉-压杆模型的RC空间边节点抗剪承载力计算方法

李振宝 郝娜 崔燕伟 宋坤

李振宝, 郝娜, 崔燕伟, 宋坤. 基于软化拉-压杆模型的RC空间边节点抗剪承载力计算方法[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(1): 1-9. doi: 10.11899/zzfy20190101
引用本文: 李振宝, 郝娜, 崔燕伟, 宋坤. 基于软化拉-压杆模型的RC空间边节点抗剪承载力计算方法[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(1): 1-9. doi: 10.11899/zzfy20190101
Li Zhenbao, Hao Na, Cui Yanwei, Song Kun. Shear Capacity Calculation Method of Reinforced Concrete Frame Spatial Exterior Joints Using Softened Strut and Tie Model[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2019, 14(1): 1-9. doi: 10.11899/zzfy20190101
Citation: Li Zhenbao, Hao Na, Cui Yanwei, Song Kun. Shear Capacity Calculation Method of Reinforced Concrete Frame Spatial Exterior Joints Using Softened Strut and Tie Model[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2019, 14(1): 1-9. doi: 10.11899/zzfy20190101

基于软化拉-压杆模型的RC空间边节点抗剪承载力计算方法

doi: 10.11899/zzfy20190101
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51508493

河北省博士后科研项目 B2016005003

详细信息
    作者简介:

    李振宝, 男, 生于1962年。教授。主要从事工程结构抗震研究。E-mail:lizb@bjut.edu.cn

    通讯作者:

    郝娜, 女, 生于1992年。硕士研究生。主要从事工程结构抗震研究。E-mail:haona6710163.com

Shear Capacity Calculation Method of Reinforced Concrete Frame Spatial Exterior Joints Using Softened Strut and Tie Model

  • 摘要: 实际地震作用是多维的、随机的,框架节点在2个方向同时受力,其抗震能力相比于单向地震作用会降低。目前,对节点核心区在2个方向同时受力时抗剪承载力的研究尚未完善。在双向受力下,节点核心区2个方向传来的剪力形成合剪力作用面,在节点核心区内部形成不同于单向受力下的斜向斜压杆。本文基于软化拉-压杆模型,针对水平双向受力相同的空间边节点,在合剪力作用面内建立抗剪承载力计算模型,确定空间边节点核心区斜压杆以及钢筋拉杆的计算方法。利用有限元软件建立不同参数空间边节点模型,并收集部分空间节点试验数据,将剪力计算值与模拟值或试验值进行对比。结果表明,基于软化拉-压杆模型建立的双向受力下钢筋混凝土框架,其边节点抗剪承载力计算值与模拟值或试验值吻合良好。
  • 图  1  空间边节点受力示意图

    Figure  1.  Schematic plot of the force of spatial exterior joints

    图  2  空间边节点抗剪机制

    Figure  2.  Shear-resisting mechanism of spatial exterior joints

    图  3  空间节点软化拉-压杆模型示意图

    Figure  3.  Softened strut-and-tie model(SSTM)of spatial joints

    图  4  空间边节点软化拉-压杆模型

    Figure  4.  Softened strut and tie model of spatial joints

    图  5  荷载位移曲线模拟值与试验值对比

    Figure  5.  Comparison of load-displacement curve between test results and simulated results

    图  6  模型示意图

    Figure  6.  Schematic plot of model

    表  1  有限元模拟值与试验值对比

    Table  1.   Comparison of simulated results and test results

    对比项 屈服荷载/kN 屈服位移/mm 峰值荷载/kN 峰值位移/mm 极限荷载/kN 极限位移/mm
    试验值 139.9 13 163.9 45 152.8 60
    模拟值 148.4 11.5 161.8 41.8 137.6 54.6
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    表  2  空间边节点参数及计算值与模拟值对比

    Table  2.   Comparison of spatial joints between calculated results and simulated results

    模型编号 节点形式 hb/mm hc/mm fck/MPa 轴压比 柱纵筋配筋 箍筋配筋 计算值Vjh, c/kN 模拟值Vjh, a/kN Vjh, c/Vjh, a
    B-1 边节点 450 400 27.9 0.1 12C18+4C22 A10@50 474.17 550.09 0.862
    B-2 边节点 450 400 27.9 0.1 12C18+4C22 A12@50 484.77 573.71 0.845
    B-3 边节点 450 400 27.9 0.15 12C18+4C22 A10@50 486.51 552.99 0.879
    B-4 边节点 450 400 27.9 0.3 12C18+4C22 A10@50 524.57 589.44 0.890
    B-5 边节点 450 400 27.9 0.3 12C18+4C22 A12@50 535.17 602.73 0.888
    B-6 边节点 450 400 27.9 0.45 12C18+4C22 A10@50 564.20 616.74 0.915
    SP1 角节点 250 220 34.3 0.2 16D13 A6@80 216.18 262* 0.825
    SP2 角节点 250 220 29.1 0.6 16D13 A6@80 225.73 247.8* 0.911
    SP3 角节点 250 220 29.1 0.6 16D13 A10@80 253.41 275.8* 0.919
    注:fck为混凝土轴心抗压强度标准值;Vjh, a值中上标*的为试验值。
    下载: 导出CSV
  • 陈永春, 高红旗, 马颖军等, 1995.双向反复荷载下钢筋砼空间框架梁柱节点受剪承载力及梁筋粘结锚固性能的试验研究.建筑科学, (2):13-20, 32. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JZKX502.001.htm
    崔建宇, 车轶, 孙建刚等, 2014.高层钢筋混凝土框架底层角节点抗震性能.重庆大学学报, 37(2):98-105. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/cqdxxb201402014
    傅剑平, 2002.钢筋混凝土框架节点抗震性能与设计方法研究.重庆:重庆大学.
    框架节点专题研究组, 1983.低周反复荷载作用下钢筋混凝土框架梁柱节点核心区抗剪强度的试验研究.建筑结构学报, (6):1-17.
    雷远德, 曲哲, 王涛, 2014.钢筋混凝土空间框架底层梁柱节点双向往复加载试验研究.土木工程学报, 47(12):64-72, 106. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Conference/8608664
    唐九如, 冯纪寅, 庞同和, 1985.钢筋混凝土框架梁柱节点核心区抗剪强度试验研究.南京工学院学报, (4):61-75. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10710-1017869266.htm
    王玉雷, 2010.低周反复荷载作用下混凝土框架边节点性能试验研究.哈尔滨:哈尔滨工业大学.
    中华人民共和国建设部, 2010.《混凝土结构设计规范》GB 50011-2010.北京:中国建筑工业出版社.
    Euro-International Concrete Committee, 1993.CEB-FIP Model Code 1990.Lausanne.
    Ghobarah A., El-Amoury T., 2005.Seismic rehabilitation of deficient exterior concrete frame joints.Journal of Composites for Construction, 9 (5):408-416. doi: 10.1061/(ASCE)1090-0268(2005)9:5(408)
    Hwang S.J., Lee H.J., 2000.Analytical model for predicting shear strengths of interior reinforced concrete beam-column joints for seismic resistance.Structural Journal, 97 (1):35-44. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=e5d75e7b6798950c6649221c6db989e0
    Hwang S.J., Lee H.J., 2002.Strength prediction for discontinuity regions by softened strut-and-tie model.Journal of Structural Engineering, 128 (12):1519-1526. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2002)128:12(1519)
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-05-15
  • 刊出日期:  2019-03-01

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