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部分包裹混凝土组合柱(Partially Encased Concrete Composite Column),具有承载力高、外形规则、施工速度快、梁柱节点易于处理、抗震性能优越等优点,可以广泛用于地震区的建筑结构。端板连接呈典型的半刚性,端板与柱翼缘用高强螺栓连接。国内对PEC柱-型钢梁端板连接节点的抗震性能已有所研究,然而对于框架端板连接传力机制、破坏机理以及节点域设计还比较欠缺。因此对框架端板连接节点传力机制及设计进行研究,具有一定的工程应用价值。 本次试验设计了三榀框架,考虑柱翼缘厚度和端板厚度的改变。对框架施加低周循环往复荷载,分析该框架的破坏机理、屈服次序、以及延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能指标,了解节点的破坏形态,端板、梁、柱各部位应变情况,提出节点域考虑混凝土抗剪的柱腹板抗震设计公式。研究结果表明:框架主要破坏形态是梁端翼缘屈服,出现塑性铰,柱脚屈服;节点域混凝土出现45°剪切斜裂缝,端板破坏不明显。框架屈服次序为梁翼缘、梁腹板到柱脚,符合“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的抗震设计准则。柱翼缘厚由12mm增加到18mm,KJ-3最大承载力比KJ-2最大承载力增加13.94%,KJ-3比KJ-2延性系数增加7.0%;端板厚度由14mm增加到18mm,KJ-2相比KJ-1初始刚度提高了约9.74%,KJ-2相比KJ-1能量耗散系数增大10.8%。本文建议柱翼缘厚度取18mm,端板厚度16mm。 利用ABAQUS有限元软件对试件进行模拟,观察模拟结果,模拟得到各部位应力与试验结果比较吻合,说明建立的有限元模型可靠。通过拓展梁翼缘厚度变量,当梁翼缘由8mm增加至12mm,KJ-4最大承载力比KJ-1提高6.7%,KJ-4最大位移比KJ-1增加了7.28mm,说明梁翼缘厚度增加耗能能力增大,延性系数提高。建议梁翼缘厚度取12mm。