加载路径对预应力砼空间节点抗震性能的影响.pdf

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1、第28卷第3期土木工程与管理学报V01.28No.32011年9月JournalofCivilEngineeringandManagementSep.2011加载路径对预应力砼空间节点抗震性能的影响程浩德(福州大学土木工程学院,福建福州350108)摘要:地震时地面运动是复杂的多维运动,结构的地震反应也是多维的,因此深入研究多维地震动作用下结构和构件的弹塑性抗震性能具有重要的理论意义和实用价值。本文对3个预应力混凝土空间框架节点进行了多维拟静力试验,对其在不同加载路径下的抗震性能进行了深入研究,试验结果表明,加载路径对试件的抗震性能有着明显的影响。关键词:空间节点;抗震性能;加载路径中图

2、分类号:TU375.4文献标识码:A文章编号:2095-0985(2011)03-0226-04对地震作用的研究发展至今,研究人员已清和配筋如图1所示。世醒地认识到地震作用必须考虑其多维性,框架节—_—_点研究必须从空间受力的角度出发,考虑多维地一一震的作用。但由于试验条件的限制,这方面的研广预应力笳2~e14,,一厂究进行不多【1。另外,结构多维拟静力实验方JIl_t11r十一法本身还有许多问题需要研究解决,特别是加载规则的确定和加载路径的选择方面。另外,加载\3m\as@t0。l鱼!o0设备、设施和数据采集也是结构多维拟静力实验—-的关键;实验控制软件更是不可缺少的内容。本文通过MT

3、S电液伺服加载系统,结合清华大学邱法维教授开发的多维拟静力加载试验控制(a)X方向软件(TUMT)一14],进行了3个预应力混凝土空间框架节点的多维拟静力实验,研究了不同加载叶●●●叶日1广_』』叶●●叶1===叶)路径对预应力混凝土空间框架节点的抗震性能的____l厂影响。垂堑业/,/J,¨l+十十1试验概况\3l8。圭型!@100本文针对3根轴压比均为0.1,且尺寸和配筋均相同的预应力混凝土空间框架节点在不同加载路径下的抗震性能进行了研究。各构件的混凝(b)Y方向土强度等级均为C30,=14.3MPa,=1.43MPa,E=3.0×10N/mm;预应力钢筋为1束图1试件的尺寸和配筋图

4、本文采用位移控制的加载方式共选用了37(P5,fpk=1860MPa=1320MPa,Ep=1.95×种路径(如图2所示),分别代表的是方向与Y10N/mm;非预应力钢筋为HRB335,fy=300方向位移同向、同步且同幅,即斜向反复,试件编MPa,E=2.0X10N/mm;箍筋为HPB235,=号KJ1(见图2a);不同步、不同幅且不能同时达210MPa,E:2.1×10N/mm。试件的具体尺寸收稿日期:2011-06—30作者简介:程浩德(1975一),男,福建福州人,高级实验师,博士,研究方向为预应力结构(Email:chd@fzu.edu.cn)基金项目:福建省自然科学基金(20

5、10J05l14);福州大学人才启动基金(XRC-0964)第3期程浩德:加载路径对预应力砼空间节点抗震性能的影响227·到各自最大峰值,即菱形反复,试件编号K,12(见Y方向的位移。方向的加载程序为,第1次幅值图2b);不同步、不同幅但能同时达到各自最大峰为4mlYl,循环2周期,然后增加4mm的幅值,再值,即矩形反复,试件编号KJ3(见图2c)。加载循环2周期,如此进行。Y方向的加载程序和过程中,各构件均为先加方向的位移,随后施加方向的相同。V3个试件均为双向空间加载,为实现该目的,40福州大学结构试验中心设计了一套双向加载装3O置,加载装置详见图3。2O吕lO一l102030401

6、_叵x方向位移/ram(a)双向加载装置全貌(a)KJI(斜向反复)g皇。坦(b)柱顶双向滑动支座x7~向位移/ram(b)KJ2(菱形反复)Ju4O一—‘.-1U(C)柱脚球铰支座’n吕图3预应力混凝土空间框架节点加载装置图量1..I一一·叵4);0—2)-f,1IlO3(02试验分析3种不同加载路径下的预应力混凝土空间框架节点的滞回曲线和骨架曲线分别见图4和图5。—4O由图4可知,3种不同的加载路径下,KJ]的滞回曲线最为饱满,而K.12的滞回曲线最为捏缩,x方向位移/raml

7、重,图2加载制度·228·土木工程与管理学报2011正至\,一柱尽一一x方向位移/mmy方向位移/mm(a)KJ1的滞回曲线VV503O403O’20Z2O.10\1O....—柱。。。一一一.叵x方向位移/mmy方向位~;/mm(b)KJ2的滞回曲线302Oz\,。!一...—柱一尽一一一一一一x方向位移/ramy方向位/~;/mm(c)KJ3的滞回曲线图4试件的滞回曲线uVl(J3的损伤其次,损伤最小的是KJ2。另外,由图5可知

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