第39卷 增刊 2007年8月 哈尔滨工业大学学报.联合力性能试验与抗剪强度计算方法对比 郭子雄， 庄 （华侨大学土木工程学院，泉州，邮箱：.en） 摘要： 对SRC柱-RC梁组件进行了低循环重复加载试验，讨论了SRC梁和柱节点的破坏模式和强度。基于本文的试验结果和其他已有的实验研究数据，采用了美国钢结构地震规范（）、日本建筑学会（ALl）的《铁骨铁棒3y夜LJ一针计算规则》，以及我国《钢筋混凝土结构设计规程》（-97）和技术规程规定的《型材钢筋混凝土节点极限抗剪承载力计算方法》。 型钢混凝土组合结构（—2001）计算了各节点的抗剪承载力，并与试验结果进行了对比。分析结果表明，在4种计算方法中，AISC规范保守计算SRC节点极限剪切承载力，All规范更适合设计计算，YB程序计算方法得到的结果接近试验结果，JGJ程序计算结果与试验结果相比不安全。关键词： 型钢混凝土;节点;剪切承载力;计算方法 货号： 0367—6234 （2007） 增刊2-0428—06SRC关节剪切能力比较研究熊国云，刘洋（华旗80大学土木工程学院，泉州）摘要：循环荷载试验采用钢筋混凝土（SRC）梁—柱子组合的4种计算方法，由AISC，AU，—97.和—2001中国.剪切强度— 列接头标本使用上述规范和代码进行计算。anda比较分析计算结果和测试结果进行。比较结果指示这四种典型方法.AIS C规范提供相对保守的计算结果， 结果 A 玎更适合设计其他方法.—97是近石到测试—西装。和的规格—估计抗剪强度.关键词：钢筋混凝土;梁—柱节点; 极限抗听力; 与普通钢筋混凝土框架节点（RC节点）相比，由于型钢对混凝土的约束作用，型钢对混凝土的约束作用，混凝土承受的抗剪能力明显高于RC节点中的混凝土。同时，核心区混凝土为型材钢腹板提供了有效的约束，保证了腹板在节点达到极限状态之前不会局部屈曲。因此，SRC节点具有较大的承载力、刚度和延性，资金由国家自然科学基金（）;教育部优秀人才支持计划（NCET 106-0571）资助;福建省重大专项前期研究项目（）。适用于地震区高层建筑的推广应用。型钢混凝土节点极限抗剪承载力的计算主要基于塑性极限分析理论，叠加钢筋混凝土和型钢件的抗剪承载力，适当考虑轴压力对节点抗剪承载力提高的作用。目前，由于我国对SRC节点缺乏系统研究，对影响节点承载力的各种因素的研究结论仍存在明显差异，SRC节点承载力计算尚未形成统一的计算公式J。因此，有必要根据不同的阻力机制和规范背景对节点的剪切承载力进行比较分析。为了便于理解和应用SRC节点的剪切承载力计算方法。SRC节点测试研究 2.1 测试概述 该试验基于典型单元模型和相邻高粱箱体在SRC和RC框架结构侧正荷载下弯曲之间的箱型几何比，具有较强的推广前景： 2、高粱反向弯曲点间距24m， 与动物反弯电件之间的距离为试验件（SRCJ3和SRCJ4）混凝土竖井t的J_fi强度分别为、33MPa。杰宇与于'b6@100和66也I50流浪20邓2段02020电动液体fii丁千斤顶作为J_ljl柱顶井通过压力稳定控制“子弹证书到轴h在测试常数千斤顶宣夏武特别低罪f=II滑板时能保证王水平加载时与压力框架姓氏接触时具有最多的硅端水f力fhMI， 采用电液腿执行器，采用位移控制前每换位振幅循环一次：【奇“位移后删除版，各藏/-循环i次峰测量内部客户包括：f1）采用MTS高精度支架Q'引伸计测量每次变形的剪切变形和节点的核心区域;（3）采用电阻应变片和腹板的应变2.3测试结果，在梁端纵向钢筋屈服后测试，存储位移幅值增大。
该区域的倾斜裂缝数量不断增加。展开为 r。网状空叉斜裂纹柱位移角达到1/30。接头箍筋和型钢扳手应变已超过药江彭空。并且随着位移幅度的增加，它显着增加。如A3所示，该Hj.截面tL斜裂缝的宽度约为Imm抗剪强度计算公式，节点棱柱形K泥混凝土保护层略有剥落现象f 图的P延迟回fI}“线加翻转5从5l_T显示SRC截面由于钠型塑化为H{而轻为#满。的位移延迟系数为，反映了百合花和能量耗散的良好性能。从停滞缺失环的r夹现象获得的主要特征点数据如表1，PP所示。P' 和 P。他们是梁端开裂，肯点}l=裂缝罐端f_ll，]lllI甜马lllll“l_t寸看IlJqI|第 39 卷和 D 上的 DQ 第 1 页。如上图所示对应的忙性能：对于mI表1中各试样的主要特征点试验结累积量为（1I2栎树J性傲I靴线分析，对钢筋混凝土和型钢部分的河道阻力，J叠加得到SRC节点机劈开承载力，如果计算方法提供给阿峰内外主要规格和技术规程， 即简要{删除3.1AlsC规范设计方法pod a ^Is（.规范规定混凝土柱前点的极限抗剪强度等于型钢f}勺鲫剪强度和社会点 核心医用钢筋混凝土抗剪强度之和（公式1），删除}j的场抗强度按AISC规范2的规定计算 第九十三条 断头台混凝土逆行液滴+抗膨胀强度计算在按照ACI 3l 8《规格毛巾，仅3.2AIJ规格设计方法》的规定 l H 本AU规格q柱节电极限承载力公式用核心区弯矩表示，蓝点芯区钢筋与混凝土部分千[L型钢腹扳手部分防帅轴承， J积累果汁以获得“与我们的国家规范进行比较”“恒。心脏节点区域巧妙地转换为棱镜医用剪切力。如式（2）所示 20连枷 60 30 3060 90/20是桨部上下主肋之间的距离 3-3YB程序设计方法“ YB规定基本上以金规为基础。安顿我S。
RC极限剪切能力设置}：？篡夺：枯萎：堆。区不发生剪切损坏原来的1l！ |]】?剪承载力主要由钢混凝土节点门槛极限抗锂承载力主要为根芯区IFI夜点点滇凝结十、箍筋邏型钢腹铸件补充2郭子雄等：SRC节点受力性能试验与抗剪强度计算方法431的比较组成。箍筋各肢体在横截面上的总截面积;S为节点核心区，Y腰为承载力的地震调整系数;最节点的形状系数与混凝土轴一D的设计值和A规格的抗压强度设计值相同;c“为柱子钢筋混凝土部分所承受的轴向力的设计值;6、|Il，为节点核心区剪切截面宽度和高度，节点核心区箍筋抗拉强度的设计值，型钢腹板抗剪强度的设计值，毛B为型钢腹板的抗剪强度设计值;一个。它是节点核心区域同一部分马镫的肢体面积之和;5为节点核心区的箍筋间距;fh。同向受力框架柱型钢腹板厚度和高度的设计方法 3.4JGJ程序'5] JGJ程序的特点是以钢筋混凝土理论为基础，在实验研究成果的基础上建立的。在这套规程中，介绍了平面截面的假设，并采用了极限状态设计方法，其设计思路与我国混凝土结构设计规范的方法基本一致。当地震等级为II.级时，轴压力对节点剪切承载力的提高结合到混凝土的剪切系数中。根据框架节点的抗震等级和结构形式，节点在地震作用组合下的极限抗剪承载力可按以下公式计算：一级抗震性：二级抗震性。
匕首[还研究了（a+0.05 AnEq 在+公式中，y是承载力的地震调整系数;或者考虑到当型钢混凝土柱与各种类型的梁形成节点时，在梁端向柱的内力传递方式存在差异，引入节点梁的形式系数已经足够了;咖啡f是节点位置的影响系数;攻丝i是梁对节点的约束影响系数;6，，^，是框架节点水平截面的宽度和高度;6nh。是列截面的宽度和高度;J7、R为考虑抗震组合的节理柱底部轴压设计，肋抗拉强度设计值为型钢抗拉强度设计值;ｔ。ｈ。是圆柱形钢腹板的厚度和高度;‰ 是型钢的拉伸翼缘与纵向拉伸钢筋的合力点到混凝土型材压缩边缘的距离;一个。为了配置框架节点宽度为6，将上述四个计算公式的计算比较相同，用于型钢混凝土框架节点的极限抗剪承载力，在形式上考虑混凝土，箍筋和型钢腹板的作用。不同之处在于，在轴向压力的影响方面，美国AISC和日本AU规范不考虑轴向力的影响，因为它们的极限承载力公式是根据不受轴向力影响的实验和理论分析确定的;YB程序在计算公式中直接考虑轴压的有益效果;JGJ程序是通过轴向压缩比计算人轴压力对混凝土的约束作用。此外，与AU规范和YB规范相比，JGJ规范更详细地考虑了不同地震水平、不同节点类型和不同位置的节点极限抗剪承载力的差异。为了进一步探究上述设计方法的差异，利用公式（1）~（6）计算了文献[7]中所选试件与实验研究试件的极限剪切承载力，并比较了试验值。选取的试件包括三种常见的节理类型：SRC柱-SRC梁、SRC柱-RC梁和SRC柱-S梁，包括普通混凝土试件和高强度混凝土试件。试样的主要参数以及每种设计方法的计算结果和对比分析列于表2中，试验值与计算值的比较关系如图6所示。432 《哈尔滨工业大学学报》第39卷 0.29和0.32;在4种计算方法中，AISC规范计算结果最保守，AU规范计算结果离散，YB程序计算结果最接近测试值，JGJ程序计算结果最离散;表2 节点极限抗剪承载力计算公式的比较单位： kN 研究单位 试样编号 试样试验值 v;Vj/ Vj/VyB VJGJ Vj/Vjcj 注：所选试样均为SRC柱，其中SRC-1-W-SRC-1-wH9柱采用十字形钢，其余试样柱为工字钢;试件HSRC-l-HSRC-5和SRC-l-WH8和SRC-l-wH9是高强度混凝土。（2）AISC规范主要考虑型材钢腹板的抗剪效应，同时考虑SRC柱-SRC梁和S梁节点的翼缘框架的有效约束，SRC柱-S梁节点的计算值与试验值吻合较好，但低估了混凝土部分的抗剪效果抗剪强度计算公式， 所以计算结果极其保守，尤其是SRC柱-RC梁接头;（3）AU规格的计算结果高于图6中的，即计算结果更安全，但对于柱内配置十字形钢的节点，由于不考虑柱型钢翼缘在加载方向上的剪切效应，其承载力的计算值保守;（4）YB程序直接计算轴压力的有益作用，高估了轴压力对节点抗剪阻力的影响，因此对于轴向压力较大的试件，如文献中的5个试件[81，轴压比为0.41-0.53，计算结果较大; 对于高强度混凝土试件， YB程序的计算值也大于试验值，分析的主要原因是没有考虑高强度混凝土抗剪强度的弱化;（5）对于SRC柱和RC梁接头，JGJ程序的计算结果相对安全;然而，对于SRC柱-S梁和SRC梁节点，JGJ程序的计算结果离散较大，主要是因为节点核心区的剪截面值过大，导致高估了混凝土部分的抗剪承载力。对于高强混凝土试件，如文献中的两个试件[97]，不考虑高强混凝土抗剪强度的弱化。AISC规范的计算方法主要基于钢结构的计算理论，主要基于SRC柱和梁节点的实验研究，因此对于钢含量较大的试件，可以得到更合理的计算值，而不适用于混凝土零件抗剪比较大的试件。AU规范计算公式没有考虑轴向压力的有利影响，因此hlJ规范比我国两项法规中的方法更为保守，但在抗震设计中，为了满足“强柱弱梁，强接头”的设计原则，需要保证节点有足够的补2郭子雄， 等：SRC节点力性能试验与抗剪强度计算方法的比较.433。AU规范的计算结果总体上符合这一要求，并且与AISC规范相比，它不是太保守，因此AU的计算方法比其他方法更合适。YB程序通常与试验值吻合良好，但不适用于高强度混凝土试样。虽然JGJ过程更详细地区分了不同节点特征的计算差异，但其计算结果比测试值更离散。通过实验研究和不同规范（或程序）计算结果的比较，得出以下结论：（1）本文RC梁和SRC柱节点的试验结果表明，梁纵肋部分通过连接部分焊接的结构形式可以充分发挥梁纵肋的拉伸能力。（2）AISC规范计算结果保守，低估了混凝土构件的抗剪性，仅适用于SRC柱和S梁节点，应用范围窄。（3）AU规范的计算公式中没有考虑轴向压力对节点抗剪承载力的有益影响，计算结果保守，但与YB程序和JGJ程序相比，更符合“强柱弱梁， 更强的关节”。对于柱内配置十字形钢的节点，承载力的计算值过于保守，建议适当考虑柱型钢法兰在与水平力相同方向上的剪切承载力。（4）YB法规在计算公式中直接考虑轴压的有利作用，计算值与试验值整体吻合较好，但对于轴压比较大的试件和高强度混凝土试件，计算结果偏差较大，需要进一步修正和改进。（5）JGJ法规考虑了不同地震等级、不同节点类型和不同节点位置的极限抗剪承载力差异，并通过轴压比考虑了轴力的有益作用，但其计算结果最为离散，仍需进一步修正。参考文献： [1] 陈丽华， 李爱群， 赵玲. 型钢混凝土梁柱节点研究现状[J].工业建筑.2005，35（1）：56—58.[2]AISC.结构钢结构建筑的地震规定[S].芝加哥（IL）：美国钢铁解释研究所. tion，1997. [3] 日本建筑学会，冯乃谦等译。钢筋混凝土结构计算标准及说明[M].北京：原子能出版社，1997.[4]—钢筋混凝土结构 97. 规程[S].[5]—2001.钢筋混凝土组合结构技术规程[S].[6]建筑规范对结构混凝土的要求（ACI 318—02）[S].底特律：美国混凝土研究所（ACI），2002. [7] 唐久如， 陈学红.刚性钢筋混凝土梁柱节点应力性能和抗剪强度[J].建筑结构学报，1991，11（4）：28-36.
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