張學(xué)輝,李其廉

(河北科技大學(xué)建筑工程學(xué)院,河北石家莊 050018)

高軸力下鋼筋混凝土異形柱節(jié)點(diǎn)受力性能研究

張學(xué)輝,李其廉

(河北科技大學(xué)建筑工程學(xué)院,河北石家莊 050018)

由于異形柱特殊的截面形式,地震作用下,較高軸壓比時(shí)異形柱節(jié)點(diǎn)與普通矩形柱節(jié)點(diǎn)相比破壞更為嚴(yán)重。通過(guò)鋼筋混凝土異形柱邊節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)低周反復(fù)荷載試驗(yàn),分析了高軸力下異形柱邊節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土裂縫發(fā)展及破壞情況,并利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪承載力,最后結(jié)合節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋應(yīng)變變化規(guī)律初步探討了異形柱節(jié)點(diǎn)的抗剪機(jī)理。研究表明,高軸力下異形柱節(jié)點(diǎn)剪力較大,核心區(qū)腹板混凝土開(kāi)裂破壞較嚴(yán)重,成為異形柱結(jié)構(gòu)抗震的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),限制了異形柱結(jié)構(gòu)樓層高度。

異形柱;節(jié)點(diǎn);剪力;箍筋應(yīng)變

異形柱是指截面幾何形狀為L(zhǎng)形、T形及十字形,且截面各肢的肢高、肢厚比不大于4的柱,異形柱結(jié)構(gòu)體系就是采用異形柱的框架結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)[1]。異形柱結(jié)構(gòu)具有節(jié)約土地資源、減輕建筑自重、增加使用面積、適應(yīng)功能變化需求等特點(diǎn),該結(jié)構(gòu)形式已在中國(guó)許多地區(qū)得到應(yīng)用推廣,具有良好的發(fā)展前景。國(guó)外對(duì)異形柱的研究主要集中在構(gòu)件正截面受力分析方面,而對(duì)異形柱結(jié)構(gòu)體系的研究較少[2-3]。國(guó)內(nèi)對(duì)各種截面形式的異形柱構(gòu)件進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究及理論分析,取得了一定的研究成果[4-7],對(duì)異形柱框架抗震性能也進(jìn)行了一系列的分析研究[8-10],但對(duì)異形柱節(jié)點(diǎn)受剪承載力研究相對(duì)較少[11-12],對(duì)高軸力下異形柱節(jié)點(diǎn)的受力性能研究更少。筆者通過(guò)異形柱邊節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)的低周反復(fù)荷載試驗(yàn),研究了高軸力下異形柱節(jié)點(diǎn)的破壞特征,利用節(jié)點(diǎn)剪力公式分析試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的受剪承載力,通過(guò)分析節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋應(yīng)變變化規(guī)律,初步探討了異形柱節(jié)點(diǎn)的抗剪機(jī)理。

1 試驗(yàn)概況

根據(jù)云南省八度區(qū)某異形柱6層住宅實(shí)際情況,取一層邊節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)各1個(gè),按1/2縮尺模型制作試驗(yàn)構(gòu)件,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C45,梁柱縱筋使用HRB400級(jí)鋼筋,箍筋使用HPB235級(jí)鋼筋,邊節(jié)點(diǎn)(J-T)和中間節(jié)點(diǎn)(J-+)截面尺寸及配筋情況如圖1、圖2所示,鋼筋及混凝土材料力學(xué)性能如表1所示。

表1 異形柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋和混凝土力學(xué)性能Tab.1 Material p roperty of steel bars and concrete of the joints w ith specially shaped columns

試驗(yàn)加載采用油壓千斤頂對(duì)異形柱上端施加既定的豎向荷載,模擬上部樓層荷載,邊節(jié)點(diǎn)所施加的軸壓力為250 kN,軸壓比為0.165,中間節(jié)點(diǎn)軸壓力為350 kN,軸壓比為0.231。模型制作時(shí),在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋表面粘貼了鋼筋應(yīng)變片,由DH3815靜態(tài)應(yīng)變采集系統(tǒng)采集箍筋在試驗(yàn)過(guò)程中的應(yīng)變,試驗(yàn)前在遠(yuǎn)離節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的梁端上、下面一面安置拉壓千斤頂及荷載傳感器,另一面布置位移傳感器,由DH3818靜態(tài)采集系統(tǒng)采集梁端荷載-位移曲線,人工觀察裂縫。

加載制度為荷載-位移聯(lián)合控制,即施加的豎向荷載在試件屈服前,采用荷載控制,分3～5級(jí)加載至結(jié)構(gòu)屈服,每級(jí)加載、卸載、反向加載、再卸載循環(huán)1次;試件屈服后采用位移控制,并以屈服位移的整數(shù)倍加載、卸載、反向加載、再卸載循環(huán)3次,當(dāng)豎向力下降到最大荷載的85%時(shí)即認(rèn)為試件破壞,試驗(yàn)結(jié)束。

2 節(jié)點(diǎn)破壞特征

加載過(guò)程中始終對(duì)試件的裂縫發(fā)展和混凝土破壞情況進(jìn)行觀測(cè)。

1)J-T邊節(jié)點(diǎn) 當(dāng)荷載加至20 kN時(shí),框架梁與節(jié)點(diǎn)核心區(qū)相交處出現(xiàn)1條豎向彎曲裂縫,隨荷載的增大,距節(jié)點(diǎn)核心區(qū)較遠(yuǎn)的框架梁上也陸續(xù)出現(xiàn)豎向裂縫,當(dāng)正向荷載加至36 kN時(shí),節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板內(nèi)出現(xiàn)1條斜向剪切裂縫,隨荷載的繼續(xù)增加,梁上側(cè)裂縫逐漸由彎曲型轉(zhuǎn)變?yōu)榧羟行?節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板內(nèi)裂縫也逐漸增多并斜向延伸開(kāi)展,當(dāng)荷載達(dá)到51 kN時(shí),節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板內(nèi)裂縫寬度約為0.2 mm,當(dāng)荷載達(dá)到2Δy時(shí),梁端初始裂縫寬度發(fā)展到2 mm,當(dāng)荷載達(dá)到3Δy時(shí),梁端與節(jié)點(diǎn)核心區(qū)相交處裂縫上下貫通,混凝土保護(hù)層發(fā)生翹起剝落現(xiàn)象,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)裂縫不斷開(kāi)展,裂縫寬度達(dá)到0.5 mm以上,當(dāng)荷載達(dá)到4Δy時(shí),梁端混凝土保護(hù)層剝落嚴(yán)重,箍筋外露,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板上部混凝土保護(hù)層也發(fā)生局部剝落現(xiàn)象,試驗(yàn)結(jié)束時(shí),梁端混凝土保護(hù)層全部剝落,梁端縱筋、箍筋完全暴露在外,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)裂縫開(kāi)展較多,寬度較大,節(jié)點(diǎn)破壞較嚴(yán)重。反方向加載裂縫開(kāi)展情況大致與正向加載相同,正反向加載在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板混凝土內(nèi)形成數(shù)個(gè)X形交叉裂縫。

2)J-+中間節(jié)點(diǎn) 梁端豎向荷載加至40 kN時(shí),左梁端下部和右梁端上部受拉區(qū)內(nèi)分別出現(xiàn)數(shù)條豎向彎曲裂縫,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)左、右腹板內(nèi)混凝土分別出現(xiàn)1條斜向剪切裂縫,卸載后反向加載至40 kN時(shí),左梁端上部和右梁端下部受拉區(qū)內(nèi)分別出現(xiàn)數(shù)條豎向彎曲裂縫,節(jié)點(diǎn)右側(cè)核心區(qū)腹板出現(xiàn)斜裂縫,與正向加載40 kN時(shí)出現(xiàn)的斜裂縫相交成X形,荷載加至50 kN時(shí),節(jié)點(diǎn)上部柱底翼緣內(nèi)出現(xiàn)1條水平裂縫,荷載達(dá)到-50 kN時(shí),節(jié)點(diǎn)左側(cè)核心區(qū)腹板內(nèi)又出現(xiàn)1條斜向剪切裂縫,與40 kN時(shí)出現(xiàn)的斜裂縫相交形成第2個(gè)X形交叉裂縫,隨著荷載的繼續(xù)增大,先前形成的梁內(nèi)裂縫不斷開(kāi)展,裂縫長(zhǎng)度逐漸增大,荷載達(dá)到2Δy時(shí),節(jié)點(diǎn)左側(cè)梁端與節(jié)點(diǎn)核心區(qū)交界處斜裂縫開(kāi)展較快,裂縫寬度超過(guò)0.2 mm,且左側(cè)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板內(nèi)斜裂縫不斷延伸至翼緣,荷載達(dá)到-2Δy時(shí),右側(cè)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板內(nèi)上部又出現(xiàn)數(shù)條斜向剪切裂縫,其中1條開(kāi)展較長(zhǎng),延伸至節(jié)點(diǎn)翼緣內(nèi),當(dāng)荷載達(dá)到3Δy時(shí),左側(cè)梁端下部和右側(cè)梁端上部混凝土裂縫寬度超過(guò)0.5 mm,右側(cè)梁端下部部分混凝土保護(hù)層受壓破壞剝落,梁箍筋外露,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)翼緣內(nèi)出現(xiàn)1條明顯的斜裂縫,荷載達(dá)到-3Δy時(shí),節(jié)點(diǎn)核心區(qū)翼緣內(nèi)又出現(xiàn)1條較長(zhǎng)的斜裂縫,與第1條正向斜裂縫相交形成節(jié)點(diǎn)核心區(qū)翼緣內(nèi)第1個(gè)X形交叉裂縫,其他裂縫繼續(xù)開(kāi)展,荷載達(dá)到4Δy時(shí),左右梁端混凝土保護(hù)層不斷壓潰剝落,節(jié)點(diǎn)破壞較嚴(yán)重,至加載結(jié)束時(shí),左右梁端混凝土嚴(yán)重壓潰,梁箍筋外露,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板內(nèi)部分混凝土也發(fā)生剝落現(xiàn)象,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)內(nèi)箍筋暴露,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)破壞較嚴(yán)重。

圖3為邊節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)的最終破壞照片。

通過(guò)上述觀測(cè)分析可見(jiàn),異形柱邊節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板混凝土開(kāi)裂破壞較嚴(yán)重,已不符合抗震規(guī)范中提出的“強(qiáng)柱弱梁,更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的要求。造成節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板混凝土破壞嚴(yán)重的原因是因?yàn)楫愋沃厥獾慕孛嫘问?致使節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板厚度與普通矩形柱節(jié)點(diǎn)相比較小,且核心區(qū)內(nèi)鋼筋密集,混凝土不易澆筑密實(shí),另外該異形柱原型為八度區(qū)某6層住宅,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)框架柱和框架梁縱向受力鋼筋配筋率較高,而節(jié)點(diǎn)抗剪能力的強(qiáng)弱主要取決于箍筋和混凝土,因此造成節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪能力弱于框架梁端抗彎能力,從而節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板混凝土開(kāi)裂破壞較嚴(yán)重。

圖3 節(jié)點(diǎn)破壞照片F(xiàn)ig.3 Damage photo of joints

3 節(jié)點(diǎn)剪力

《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 149-2006)[1]規(guī)定異形柱中間節(jié)點(diǎn)和邊節(jié)點(diǎn)核心區(qū)組合的剪力設(shè)計(jì)值Vj(外力)應(yīng)按式(1)計(jì)算。

圖4 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪力-梁端轉(zhuǎn)角滯回曲線Fig.4 Hysteretic curve of shear in joint core and rotation at end of beams

由圖4可見(jiàn),異形柱中間節(jié)點(diǎn)左、右兩端均有梁端彎矩,計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪力約為邊節(jié)點(diǎn)的2倍,故在較高剪力作用下,中間節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板混凝土的破壞程度與邊節(jié)點(diǎn)相比更嚴(yán)重,中間節(jié)點(diǎn)的滯回曲線出現(xiàn)明顯的中間捏縮現(xiàn)象。

《混凝土異形柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 149—2006)對(duì)于地震作用下異形柱框架節(jié)點(diǎn)區(qū)抗剪承載力的計(jì)算規(guī)定需要進(jìn)行節(jié)點(diǎn)區(qū)受剪的水平截面驗(yàn)算和節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪承載力計(jì)算。

異形柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪的水平截面應(yīng)符合: fy為鋼筋屈服強(qiáng)度,As為節(jié)點(diǎn)區(qū)受拉一側(cè)鋼筋面積,為節(jié)點(diǎn)區(qū)受壓一側(cè)鋼筋面積;Vj為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)組合的剪力設(shè)計(jì)值;ηjb為核心區(qū)剪力增大系數(shù),對(duì)二、三、四級(jí)分別取1.2,1.1,1.0;Hc為柱的計(jì)算高度,可取節(jié)點(diǎn)上柱與下柱反彎點(diǎn)之間的距離;為梁縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離;hb0,hb為梁的截面有效高度、截面高度,當(dāng)節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁高不相同時(shí),取平均值。

將2個(gè)異形柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入式(1),繪制出節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪力-梁端轉(zhuǎn)角滯回曲線,如圖4所示。

異形柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪承載力應(yīng)符合以下規(guī)定:

式中:γRE為承載力抗震調(diào)整系數(shù);bj,hj為節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的截面有效驗(yàn)算厚度和截面高度;ξN為軸壓比影響系數(shù);ξf為翼緣影響系數(shù);ξh為截面高度影響系數(shù);N為與組合的節(jié)點(diǎn)剪力設(shè)計(jì)值對(duì)應(yīng)的該節(jié)點(diǎn)上柱底部軸向力設(shè)計(jì)值;Asvj為核心區(qū)有效驗(yàn)算寬度范圍內(nèi)同一截面驗(yàn)算方向的箍筋各肢總截面面積。

根據(jù)2個(gè)異形柱節(jié)點(diǎn)幾何尺寸、混凝土及節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋實(shí)際材料強(qiáng)度,利用式(2)、式(3)計(jì)算得到異形柱邊節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪的水平截面控制條件和節(jié)點(diǎn)核心區(qū)實(shí)際受剪承載力及圖4中極限荷載時(shí)的節(jié)點(diǎn)核心區(qū)水平剪力,如表2所示。

表2 異形柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪承載能力及水平剪力Tab.2 Shear bearing capacities and horizontal shear of the joints w ith specially shaped columns

由于結(jié)構(gòu)原型中梁柱縱筋配置率較高,故試驗(yàn)時(shí)梁端彎矩較大,計(jì)算得到的節(jié)點(diǎn)水平剪力亦較大,根據(jù)節(jié)點(diǎn)實(shí)際配箍率計(jì)算得到的核心區(qū)受剪承載力不能抵御節(jié)點(diǎn)剪力,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)將發(fā)生破壞,這與試驗(yàn)結(jié)果相符合。

4 節(jié)點(diǎn)抗剪機(jī)理及箍筋應(yīng)變

目前,關(guān)于異形柱節(jié)點(diǎn)抗剪性能的試驗(yàn)或理論研究較少,由于異形柱節(jié)點(diǎn)與矩形柱節(jié)點(diǎn)均采用鋼筋和混凝土材料,且構(gòu)造方式相近,因此普遍認(rèn)為異形柱節(jié)點(diǎn)的抗剪原理與矩形柱節(jié)點(diǎn)抗剪原理相似,即異形柱節(jié)點(diǎn)抗剪機(jī)理主要是通過(guò)3種傳力機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,分別為斜壓桿機(jī)構(gòu)、桁架機(jī)構(gòu)和約束機(jī)構(gòu)(約束效應(yīng)),試驗(yàn)中鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn)抗剪機(jī)理傳力模式可借助節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋應(yīng)變變化規(guī)律分析研究[13-15]。

異形柱邊節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋應(yīng)變片布置情況如圖5所示。

圖5 節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋應(yīng)變片布置情況Fig.5 A rrangement of stirrup strain gauges of joints

異形柱邊節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋應(yīng)變片布置圖中,橫向箍筋應(yīng)變片JTH-2,JTH-3,JTH-6與節(jié)點(diǎn)剪力方向一致,縱向箍筋應(yīng)變片JTH-1,JTH-4,JTH-5,JTH-7與節(jié)點(diǎn)剪力方向垂直,根據(jù)節(jié)點(diǎn)受剪機(jī)理,認(rèn)為橫向箍筋直接抵抗節(jié)點(diǎn)剪力,縱向箍筋通過(guò)約束核心區(qū)混凝土來(lái)實(shí)現(xiàn)抵抗節(jié)點(diǎn)剪力。試驗(yàn)進(jìn)程中箍筋應(yīng)變變化規(guī)律如下:加載前期至中期節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板縱向箍筋應(yīng)變片JTH-1的應(yīng)變值較小,鋼筋仍處于彈性范圍內(nèi);加載后期,由于梁端破壞嚴(yán)重,應(yīng)變片JTH-1的應(yīng)變值逐漸增大到箍筋屈服應(yīng)變;應(yīng)變片JTH-2和JTH-3布置在腹板橫向箍筋上,該處箍筋直接參與節(jié)點(diǎn)受剪作用,試驗(yàn)中2個(gè)應(yīng)變片數(shù)值隨荷載的增加不斷增大,加載后期箍筋應(yīng)變接近1 000微應(yīng)變后隨荷載的增加應(yīng)變片數(shù)值開(kāi)始減小;應(yīng)變片JTH-4和JTH-5布置在翼緣縱向箍筋上,試驗(yàn)過(guò)程中2個(gè)應(yīng)變片數(shù)值始終較小,加載后期仍保持在300微應(yīng)變以內(nèi);應(yīng)變片JTH-6和JTH-7處箍筋未參與節(jié)點(diǎn)受剪,因此試驗(yàn)過(guò)程中數(shù)值更小,始終保持在50微應(yīng)變內(nèi)。

異形柱中間節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋應(yīng)變片布置圖中,橫向箍筋應(yīng)變片J+H-2,J+H-4,J+H-6與節(jié)點(diǎn)剪力方向一致,縱向箍筋應(yīng)變片J+H-1,J+H-3,J+H-5,J+H-7與節(jié)點(diǎn)剪力方向垂直。試驗(yàn)進(jìn)程中箍筋應(yīng)變變化規(guī)律如下:加載前期至中期核心區(qū)腹板縱向箍筋應(yīng)變片J+H-1和J+H-7的應(yīng)變值均較小,鋼筋仍處于彈性范圍內(nèi),加載后期應(yīng)變片J+H-1和J+H-7的應(yīng)變值逐漸增大到箍筋屈服應(yīng)變;應(yīng)變片J+H-2和J+H-6布置在腹板橫向箍筋上,該處箍筋直接參與節(jié)點(diǎn)受剪作用,試驗(yàn)中2個(gè)應(yīng)變片數(shù)值隨荷載的增加不斷增大,但未達(dá)到屈服應(yīng)變;應(yīng)變片J+H-3和J+H-5布置在翼緣縱向箍筋上,試驗(yàn)加載前期和中期2個(gè)應(yīng)變片數(shù)值始終較小,但在加載后期逐漸達(dá)到屈服應(yīng)變;應(yīng)變片J+H-4布置在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)翼緣橫向箍筋上,該處承受剪力作用較小,因此整個(gè)加載過(guò)程中處于彈性范圍內(nèi)。

通過(guò)分析節(jié)點(diǎn)核心區(qū)不同位置箍筋應(yīng)變,可研究不同受力階段斜壓桿機(jī)構(gòu)、桁架機(jī)構(gòu)和約束機(jī)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)受剪過(guò)程中所占比重情況,但由于試驗(yàn)條件和技術(shù)手段等原因,筆者僅對(duì)異形柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋應(yīng)變變化規(guī)律進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。

5 結(jié) 論

1)通過(guò)高軸力下異形柱邊節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)受剪破壞特征及核心區(qū)剪力分析可知,八度區(qū)異形柱6層住宅遭受較高地震作用時(shí),一層邊節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受剪承載力會(huì)低于地震作用引起的節(jié)點(diǎn)剪力,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)由于混凝土開(kāi)裂破壞嚴(yán)重而失效,不符合抗震規(guī)范“強(qiáng)柱弱梁,更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的規(guī)定。

2)異形柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)表明,八度區(qū)異形柱6層住宅中一層節(jié)點(diǎn)不能滿足抗震要求,應(yīng)降低樓層高度以避免異形柱節(jié)點(diǎn)剪切失效,這嚴(yán)重限制了異形柱結(jié)構(gòu)在該地區(qū)的應(yīng)用前景,因此如何提高節(jié)點(diǎn)的受剪承載力已成為目前異形柱結(jié)構(gòu)體系研究的重點(diǎn)之一。

3)根據(jù)核心區(qū)箍筋應(yīng)變變化規(guī)律可以系統(tǒng)研究異形柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪機(jī)理,但由于試驗(yàn)條件和技術(shù)手段等原因,僅對(duì)異形柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋應(yīng)變變化規(guī)律進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析,不能全面揭示異形柱節(jié)點(diǎn)的抗剪機(jī)理。鋼筋混凝土異形柱節(jié)點(diǎn)受剪情況與矩形柱節(jié)點(diǎn)相比更為復(fù)雜,目前有針對(duì)性的異形柱節(jié)點(diǎn)受剪機(jī)理研究尚屬空白,因此矩形柱節(jié)點(diǎn)抗剪機(jī)理模型對(duì)異形柱節(jié)點(diǎn)的適用程度仍需探討。

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Research in mechanical behavio r of RC joints w ith specially shaped columns under high axial fo rce

ZHANG Xue-hui,L IQi-lian
(College of A rchitecture Engineering,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang Hebei 050018,China)

Because of special section shape,the joints w ith specially shaped columns under high axial comp ression ratio w ill damagemo re seriously than the joints w ith o rdinary rectangular columns w hen suffering earthquakes.Through the low frequency cyclic loading experiment of an exterior joint and a middle joint w ith specially shaped column,the development and destruction of concrete cracks of the joints w ith specially shaped columns under high axial force were analyzed,the shearing strength of the joints co re were calculated by experiment data,and the shearmechanism of the jointsw ith specially shaped column was investigated combined with the stirrup strain distributed in joint co re.It is show n that the joint w ith specially shaped column under high axial force have larger shear,and the concrete in web of joint core w ill be cracking more seriously,so joints become the weakness site of the structure w ith specially shaped columns,thus restricting the sto rey height of structure.

specially shaped column;joint;shear;stirrup strain

TU 375.4

A

1008-1542(2010)05-0472-07

2010-03-15;

2010-05-20;責(zé)任編輯:馮 民

張學(xué)輝(1980-),男,河北河間人,講師,博士,主要從事混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及理論方面的研究。