【摘 要】
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框架结构在建筑结构工程中有着广泛的应用,扁钢管混凝土柱因柱截面宽度小,节约空间,可以做到室内不露柱,被越来越多的的地应用于框架结构中。但扁钢管柱截面宽度小,采用现常用的节点形式存在以下问题:隔板贯通节点影响混凝土浇筑,外环板节点占用空间过大,外肋环板节点最合适,但构造复杂。针对以上问题,提出“扁钢管混凝土柱π型件节点”。采用试验研究、有限元模拟和理论分析相结合的方法,对该节点进行了抗震性能及力学性
【基金项目】
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国家重点研发计划（2017YFC0703800）； 中建钢构有限公司（2018XYK-0006）；
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框架结构在建筑结构工程中有着广泛的应用,扁钢管混凝土柱因柱截面宽度小,节约空间,可以做到室内不露柱,被越来越多的的地应用于框架结构中。但扁钢管柱截面宽度小,采用现常用的节点形式存在以下问题:隔板贯通节点影响混凝土浇筑,外环板节点占用空间过大,外肋环板节点最合适,但构造复杂。针对以上问题,提出“扁钢管混凝土柱π型件节点”。采用试验研究、有限元模拟和理论分析相结合的方法,对该节点进行了抗震性能及力学性能研究。具体工作及成果如下:（1）基于外肋环板节点,提出了扁钢管混凝土柱与型钢梁连接的π型节点形式。根据提出的节点连接形式,设计了4个节点试件,其中3个试件为强柱弱梁,旨在验证节点的抗震性能;另外一个试件为强梁弱柱,旨在让节点核心区发生破坏,考察节点破坏模式。通过4个试件的拟静力试验,得出以下结论:π型件节点传力明确、耗能及抗震性能良好;节点的受力性能与梁是否偏心有关,梁偏心布置的承载力高于梁居中布置的承载力。（2）采用ABAQUS有限元软件,建立了扁钢管混凝土柱π型件节点有限元分析模型。该模型考虑了扁钢管混凝土柱与π型件间连接焊缝、材料与几何非线性、扁钢管混凝土柱与内填混凝土之间的接触等因素。将得到的有限元结果与试验结果对比,吻合良好,表明该有限元模型具有较好的精度和可靠性。（3）基于试验结果和有限元模拟,对扁钢管混凝土柱π型件节点的工作机理进行了研究。采用有限元模拟进行了轴压比、π型件高度、π型件厚度、π腿长度、柱钢管厚度、柱钢管截面宽度、柱钢管截面长度、梁的布置位置等参数分析。结果表明:柱壁厚度及π型件厚度对节点承载力影响较大,其他参数对承载力的影响较小,并给出了最优构造措施建议。（4）基于以上研究,得到了节点传力机理和破坏模式,基于屈服线理论推导了扁钢管混凝土柱π型件节点核心区承载力计算公式,将公式计算结果与试验结果、有限元分析结果进行对比验证,得到本文提出的公式计算结果与试验结果和有限元结果误差在10%之内,且计算结果偏安全,计算精度高,可用于实际工程。
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