方钢管混凝土柱-钢梁节点力学性能研究

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近年来,钢管混凝土结构在建筑结构工程中正得到越来越广泛的应用。其中,节点性能是影响结构整体性能的关键,深入研究钢管混凝土梁柱连接节点的性能非常重要。本文对钢管混凝土梁柱节点的抗震性能进行了研究,主要研究工作和取得的成果如下:  1、全面深入地分析了钢管混凝土梁柱节点的类型及特点,总结归纳了对节点性能的研究方法和节点设计准则,确定了适宜工业化生产的钢管混凝土梁柱节点形式。  2、以节点的延性需求为出发点,设计了4个方钢管混凝土柱—隔板贯通式节点,以钢梁的截面形式即钢梁翼缘的宽厚比为参数,对节点进行梁端加载的低周反复试验,获得了节点试件在往复荷载下的延性、耗能能力、强度退化、刚度退化和转动能力。  3、解析试件破坏过程及特征,分析试验数据,发现方钢管混凝土柱—H型钢梁隔板贯通式节点的滞回性能良好,随着钢梁翼缘宽厚比的减小,节点区钢梁翼缘的屈曲更加明显,钢梁塑性铰的发展更加充分,节点的延性更好。即使是钢梁截面为细柔截面,其延性也较好,建议在非抗震地区使用。节点的转动能力同样随着钢梁翼缘宽厚比的减小而增强,对节点的转动能力有要求时建议选择钢梁宽厚比小的截面类型。  4、建立各个节点的有限元模型,将有限元计算结果与试验结果对比,验证了有限元模型可以在一定精度上模拟节点试件的滞回过程,更全面地分析了节点的延性性能,弥补了试验的缺憾。在此基础上进行了节点的参数分析,通过有限元数值计算,分析了钢梁腹板宽厚比对节点性能的影响规律。结合试验与有限元分析的结果,为以后的工程设计提供了帮助。
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