不平衡弯矩作用下板柱内节点冲切问题研究

摘要

钢筋混凝土板柱结构因为其易于建造、空间布置灵活等优点得到了越来越广泛的应用。板柱结构的一个特点是板直接支撑在柱上，节点附近受力复杂，易于发生冲切破坏，引起了研究者的特别关注。
　　在竖向荷载和水平荷载共同作用下，板柱节点不仅要承担由竖向荷载产生的剪力，还需传递水平荷载产生的不平衡弯矩。虽然在结构设计中，一般不单独使用板柱结构作为抗侧力体系，但是在地震作用或风荷载作用下，板柱结构需产生与剪力墙等抗侧力体系相适应的变形。板柱结构在水平荷载作用下拥有足够的变形能力是其承担竖向荷载的基础，其变形应受到特别关注。但是现有的分析模型如等代框架法、等代梁法和偏心剪应力模型等均无法计算板柱节点的变形。为此，本文基于临界剪切斜裂缝理论和有限元软件进行了以下工作：
　　①针对无抗剪钢筋的板柱内节点，搜集整理了国内外研究者测试的板柱节点承受竖向荷载和不平衡弯矩的试验，对比分析了ACI318-11、BS8110-97、CEB-FIP MC90以及GBJ50010-2010等规范的冲切承载力计算结果，除CEB-FIP规范外，计算结果的离散性都较大，特别是ACI318规范，其计算结果最差；
　　②推导了基于临界斜裂缝理论的非标准构件的等效方法；提出了竖向重力荷载和不平衡弯矩共同作用下板柱节点的冲切承载力和变形计算方法并编制了流程图和python程序，通过与试验结果的对比验证了该方法的可行性；
　　③利用有限元软件，建立板柱节点在竖向荷载和不平衡弯矩作用下的拟梁分析模型，并对模型的参数取值进行了讨论；通过模拟得到的曲线与试验曲线进行对比，校核并验证了网格梁模型的准确性。

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1 绪 论

1.1研究背景

1.2水平荷载下板柱节点冲切问题研究现状

1.3 水平荷载下板柱节点冲切分析模型

1.4规范计算方法

1.5存在的问题

1.6本文研究的内容

2 现有规范冲切承载力对比分析

2.1水平荷载冲切试验数据整理

2.2各国规范对比分析

2.3本章小结

3 基于变形的板柱节点承载力分析

3.1扇形模型

3.2非标准构件等效计算方法

3.3节点变形分析

3.4水平及竖向荷载共同作用下的承载力分析

3.5计算结果与试验值对比

3.6本章小结

4板柱内节点网格梁模型

4.1 ABAQUS简介

4.2 ABAQUS模型建立

4.3有限元模拟结果与试验值对比

4.4网格梁宽度对模拟结果的影响

4.5不平衡弯矩承载能力分析

4.6本章小结

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献