工程背景?

本模擬取三種節(jié)點(diǎn)形式，包括平面節(jié)點(diǎn)PM、空間節(jié)點(diǎn)KJ、空間帶樓板節(jié)點(diǎn)KJS，進(jìn)行鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能分析。

所有節(jié)點(diǎn)試件均取自某PKPM設(shè)計(jì)的6層框架結(jié)構(gòu)。

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有限元模型

各試件柱截面尺寸均為350mm×350mm，梁截面尺寸均為350mm×200mm，其中裝配整體式構(gòu)件預(yù)制梁截面為300mm×200mm，梁現(xiàn)澆層高80mm。

?混凝土本構(gòu)采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》建議的本構(gòu)關(guān)系，鋼材采用清華大學(xué)曲哲博士開發(fā)的PQFiber子程序中的USsteel-03。

鋼筋骨架通過“嵌入”命令插入混凝土中，通過“耦合”命令將梁柱各個端面和參考點(diǎn)耦合在一起，這樣方便邊界條件的設(shè)定和荷載的施加。

三種節(jié)點(diǎn)均是通過梁端加載完成，上下柱端面通過鉸接固定，然后在直交梁端施加相反方向的等值往復(fù)位移荷載。

混凝土采用八節(jié)點(diǎn)減縮積分的三維實(shí)體單元(C3D8R)，網(wǎng)格為50mm；鋼筋采用兩節(jié)點(diǎn)三維桿單元(T3D2)，網(wǎng)格為50mm。

平面節(jié)點(diǎn)結(jié)果：隨著梁的配筋直徑變大，柱子的拉伸損傷和柱子的混凝土塑性應(yīng)變逐漸增加，更多鋼筋在核心區(qū)和柱端屈服。

空間節(jié)點(diǎn)結(jié)果：隨著梁的配筋直徑變大，梁柱抗彎承載力比的增大，柱子沿著主軸45°方向空間受力，核心區(qū)和柱子的變形和損傷相比相應(yīng)的平面節(jié)點(diǎn)來的更早更嚴(yán)重。

?空間帶樓板節(jié)點(diǎn)結(jié)果：隨著Km增加，梁的彎曲變形減小，相應(yīng)的板的損傷也減小；核心區(qū)和柱端變形加大。

節(jié)點(diǎn)滯回曲線分析

平面節(jié)點(diǎn)結(jié)果：在Km節(jié)點(diǎn)整體耗能能力很 好； 較小的時候，發(fā)生的是梁端彎曲變形，屬于延性變形，滯回曲線很飽滿，Km變大后，發(fā)生的是核心區(qū)剪切變形，屬于脆性變形，滯回曲線很扁，耗能能力變差。

空間節(jié)點(diǎn)結(jié)果：空間節(jié)點(diǎn)滯回曲線飽滿程度不如平面節(jié)點(diǎn)，因?yàn)殡p向受力下，即使很小的Km也有一定的核心區(qū)剪切變形。

空間帶樓板節(jié)點(diǎn)結(jié)果：滯回曲線整體上都很扁，因?yàn)闃前寮訌?qiáng)了梁的整體抗彎強(qiáng)度使梁的變形減小，即使Km很小的時候也有核心區(qū)的剪切變形發(fā)生；并且Km大到一定程度后，由于都發(fā)生核心區(qū)剪切變形，控制截面不在梁上，所示此時增大Km，對節(jié)點(diǎn)整體承載力也不起作用。

同一種Km下，平面節(jié)點(diǎn)承載力要比空間節(jié)點(diǎn)大10%~20%；空間帶樓板節(jié)點(diǎn)由于樓板加大了梁的整體彎曲強(qiáng)度，所以節(jié)點(diǎn)承載力得到很大提升，但是隨著Km增大，提升逐漸不明顯，因?yàn)榇藭r控制截面已不在梁上。

研究柱端軸壓比對梁端承載力影響，軸壓比分別從0.2增大到0.6。在Km很小的時候，控制截 面在梁上，此時增大軸壓比對梁端承載力影響甚微；較大的Km時，控制截面在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)和柱上，增大軸壓比會減輕柱子和核心區(qū)的損傷，使得節(jié)點(diǎn)承載力增大，耗能能力變大。