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成果名称: 强震作用下钢筋混凝土框架节点受剪性能多尺度分析与设计

成果登记号: 9612017J0087

第一完成单位: 长安大学

联 系 人: 党栋

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 研究报告

技术领域: 先进制造

应用行业: 制造业

成果简介:

    本项目研究内容及成果属于土木建筑结构领域。

    节点是框架结构的关键构件,地震作用下节点的安全可靠是实现框架结构延性屈服机制以及确保"大震不倒"的关键。现行规范采用的节点受剪承载力计算公式为基于试验资料的半经验公式,未考虑现浇板的影响,也未建立明确的力学分析模型,强震作用下节点区存在重大安全隐患。因此,对框架节点开展进一步试验研究与理论分析,对于保证钢筋混凝土框架结构在强震作用下的安全性和抗倒塌能力具有重要的理论价值和工程意义。本项目以钢筋混凝土梁-柱-板节点为研究对象,分析其在强震作用下的破坏机理,建立带板节点在强震作用下的抗震设计方法,主要技术内容包括以下几个方面:(1)完成了25个平面节点试件和带楼板的空间节点试件的水平低周反复荷载试验,分析了强柱弱梁系数、现浇板、配箍率等参数对节点受力性能及破坏模式的影响。(2)国内外率先分析了负弯矩作用下现浇板配筋对框架梁抗弯承载力的增强作用,提出了框架梁受拉有效翼缘宽度计算的受力分析模型及计算公式。(3) 首次应用改进斜压场理论对框架节点抗剪性能进行分析,基于软化拉压杆模型与贝叶斯理论提出钢筋混凝土框架节点受剪承载力计算方法。(4)针对刚性节点假定会低估结构层间位移,影响结构抗震性能评估准确度问题,提出反映钢筋混凝土节点非刚性特性的分析模型,并建立考虑非刚性节点影响的核心区剪应力-剪应变骨架曲线理论计算方法。

    本项目研究历时3年,投入研究经费28万元,在国内外学术期刊发表学术论文30余篇,其中,SCI收录1篇、EI收录14篇;授权实用新型专利2项。相关成果宝鸡市第三人民医院门诊综合楼、陕西边防总队指挥中心大楼、商洛市鹿城中学教学楼等多项公共建筑中应用,新增产值473万元,节省支出1032万元,新增利润1150.25万元。成果应用保障了公共建筑的安全,提高了混凝土框架结构的抗灾防灾能力,产生了显著的经济和社会效益。

    本研究成果已获得2015年度陕西省高等学校科学技术一等奖(15H01)。