不同加载速率下梁柱边节点的抗震性能

第３６卷第１０期 哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报

Ｖｏｌ．３６?．１０

２０１５年１０月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｏｃｔ．２０１５不同加载速率下梁柱边节点的抗震性能

范国玺１，王德斌２，杨树桐１，郭海燕１，宋玉普３

（１．中国海洋大学工程学院，山东青岛２６６１００；２．大连交通大学土木与安全工程学院，辽宁大连１１６０２８；３．大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连１１６０２４）

摘 要：为研究梁柱边节点的动态力学性能，采用位移加载控制方式，对３个梁柱边节点组合体试件开展动态加载试验三根据软化拉-压杆模型，预测了节点核心区裂缝的开展，并分析了轴压比和加载速率对节点破坏形态二承载能力二位移延性的影响规律三结果表明：轴压比增大后，节点内裂缝数量减少，节点核心区斜裂缝与竖向轴力的夹角减小；随加载速率的提高，试件断裂面上越来越多的骨料被拉断，节点组合体严重损伤部分发生转移；加载速率提高后，试件的水平抗剪承载力提高９．７３％，但试件的水平抗剪承载力随轴压比的变化不明显；节点组合体的变形能力随加载速率或轴压比的提高而减弱三

关键词：梁柱边节点；加载速率；轴压比；软化拉-压杆模型；破坏形态；承载力；位移延性；抗震性能ｄｏｉ：１０．１１９９０／ｊｈｅｕ．２０１４０６００３

网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９０．Ｕ．２０１５０９０８．０８４１．００４．ｈｔｍｌ

中图分类号：ＴＵ３７５．４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６-７０４３（２０１５）１０-１３２６-０６Ｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｅｘｔｅｒｉｏｒｂｅａｍ-ｃｏｌｕｍｎｊｏｉｎｔｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｅｄｓ

ＦＡＮＧｕｏｘｉ１，ＷＡＮＧＤｅｂｉｎ２，ＹＡＮＧＳｈｕｔｏｎｇ１，ＧＵＯＨａｉｙａｎ１，ＳＯＮＧＹｕｐｕ３（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｑｉｎｇｄａｏ，２６６１００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２８，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｓｔａｌａｎｄＯｆｆｓｈｏｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌ-ｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｅｘｔｅｒｉｏｒｂｅａｍ-ｃｏｌｕｍｎｊｏｉｎｔｓ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｓｏｎｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓｃｏｍｂｉｎｅｄｂｙｔｈｒｅｅｅｘｔｅｒｉｏｒｂｅａｍ-ｃｏｌｕｍｎｊｏｉｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｏｎｔｒｏｌｌｏａｄｉｎｇ．Ｔｈｅｓｏｆｔｅｎｅｄｓｔｒｕｔ-ａｎｄ-ｔｉｅｍｏｄｅｌｐｒｅｄｉｃｔｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｒａｃｋｓｉｎｔｈｅｃｏｒｅａｒｅａｏｆｔｈｅｌｏａｄｅｄｊｏｉｎｔｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏａｎｄｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｅｄｏｎｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅ，ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｄｉｓｐｌａｃｅ-ｍｅｎｔｄｕｃｔｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｌｏａｄｅｄｊｏｉｎｔｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｒａｃｋｓｗｉｔｈｉｎｊｏｉｎｔｓａｎｄｔｈｅａｎｇｌｅｂｅｔｗｅｅｎｄｉａｇｏｎａｌｃｒａｃｋｓａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌａｘｉａｌｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｊｏｉｎｔｃｏｒｅａｒｅａｄｅｃｒｅａｓｅａｓｔｈｅａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ａｓｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｅｄｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｄａｇｇｒｅｇａｔｅｓｇｒｏｗｓｏｎｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓｕｒｆａｃｅ，ｌｅａｄ-ｉｎｇｔｏｔｒａｎｓｆｅｒｏｆｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｌｙｄａｍａｇｅｄｐａｒｔｉｎｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｊｏｉｎｔｓ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｈｅａｒｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｉｍｐｒｏｖｅｓ９．７３％ａｓｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｅｄｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｂｕｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏｏｎｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｓｈｅａｒｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｉｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓ．Ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｊｏｉｎｔｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｉｓｒｅｄｕｃｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏｏｒｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｔｅｒｉｏｒｂｅａｍ-ｃｏｌｕｍｎｊｏｉｎｔ；ｌｏａｄｉｎｇｓｐｅｅｄ；ａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏ；ｓｏｆｔｅｎｅｄｓｔｒｕｔ-ａｎｄ-ｔｉｅｍｏｄｅｌ；ｆａｉｌ-ｕｒｅｍｏｄｅ；ｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ；ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｄｕｃｔｉｌｉｔｙ；ｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ收稿日期：２０１４-０６-０４．网络出版时间：２０１５-０９-０８．基金项目：国家自然科学基金重大研究计划重点资助项目（９０８１５０２６）；中国海洋大学科研启动基金资助项目（２０１５１１０１３）．作者简介：范国玺（１９８７-），男，讲师；王德斌（１９８４-），男，讲师．

通信作者：王德斌，Ｅ-ｍａｉｌ：ｗｄｂ１２１５＠１６３．ｃｏｍ． 钢筋混凝土梁柱节点，是影响整体结构抗震性能的重要构件，且梁柱节点变形对框架变形影响较

大三国内外现行规范关于梁柱节点的抗震设计方

法，主要以拟静力试验结果为基础三事实上，这种拟

静力试验的应变率水平往往低于地震作用下的应变

率水平（１０-４ １０-１）［１］三自Ａｂｒａｍｓ［２］对混凝土进行动载（应变速率约为２?１０-４／ｓ）和静载（应变速率约为８?１０-６／ｓ）压缩试验时发现混凝土抗压强度存在速率敏感性以来，不少研究人员发现，混凝土和钢筋具有速率敏感性三Ｂｉｓｃｈｏｆｆ［１］二Ｍａｌｖａｒ等［３］分别总结了荷载速率对混凝土抗压二抗拉特性的影响，指出１０（?）／ｓ左右是一个临界值三我国‘水工建筑物抗震设计规范“（ＤＬ５０７３-２０００）［４］规定：除水工钢筋混凝土结构外

的混凝土，水工建筑物的抗震强度计算中，混凝土动

态强度和动态弹性模量的标准值可较其静态标准值

提高３０％三Ｍａｎｊｏｉｎｅ［５］指出，低碳钢的屈服应力随

应变率的提高而提高三Ｋｎｏｂｌｏｃｈ等［６］发现，温度升

高的情况下，应变率对低碳钢应力-应变关系有显

著影响三