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RCS混合结构作为一种性能优越的结构体系,受到工程界广泛的关注。为适应RCS混合结构在工程实践中的应用,在综述国内外RCS混合节点研究成果的基础上,提出了一种新型RCS混合节点构造形式。节点构造中的钢板桶和加劲腹板可提供较大的节点抗剪承载力。通过在节点加劲腹板上开孔或焊接栓钉以增强加劲腹板与节点内混凝土的粘结和剪力传递。钢梁和钢筋混凝土柱的螺栓连接形式可实现震损钢梁的替换修复。
为研究RCS混合节点的抗震性能和新型节点构造的受力性能,以加劲腹板形式、厚度为研究参数,进行了4个1/2比例柱贯通型RCS混合节点的低周反复加载试验。在试验研究基础上,对试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力及变形性能进行分析。试验结果表明:(1)梁铰机制破坏的新型RCS混合节点滞回曲线饱满,耗能能力强,具有良好的抗震性能;(2)装配式螺栓连接节点具有良好的连接质量,端板加劲肋的存在使梁端塑性铰外移;(3)加劲腹板厚度的增加提高了节点的抗剪能力,在加劲腹板上开孔增强了腹板与混凝土共同参与节点抗剪的能力;(4)在层间位移组成中,钢梁弯曲变形所占比例超过60%。
采用有限元分析软件ANSYS对RCS混合节点进行单调作用下的非线性数值模拟,并与试验结果对比。分析表明,计算结果与试验结果总体吻合良好,建立的有限元分析模型能较为准确地反映RCS混合节点的受力性能,节点区混凝土斜压杆作用明显。
通过计算比较了梁贯通型RCS混合节点抗剪承载力计算方法,在试验研究和有限元分析的基础上,探讨了新型RCS混合节点的抗剪机理,采用叠加法建立了新型RCS节点抗剪承载力计算公式。