钢混凝土组合梁-CFT柱贯入式节点疲劳性能研究

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摘要:钢混凝土组合梁-CFT柱框架体系应用前景广阔,但梁柱连接节点构造和受力十分复杂。本文基于天津西站实际站房工程,提出了钢混凝土组合梁-CFT柱贯入式节点,为减小贯入钢梁对核心区混凝土的影响,对组合梁的钢梁翼缘部分进行了削弱后贯入,针对节点承受列车振动传递的疲劳荷载的情况,对节点的疲劳性能进行了研究。主要研究内容如下:(1)通过4个翼缘不同削弱程度的钢混凝土组合梁-CFT柱贯入式节点的疲劳性能试验,表明钢混凝土组合梁-CFT柱贯入式组合节点是一种强节点,不同于普通的焊接式节点,节点破坏模式为组合梁弯曲破坏,塑性铰向梁端外移,距柱侧约4~10cm左右。在整个疲劳加载过程中,钢混凝土组合梁-CFT柱贯入式组合节点整体工作性能良好,在设计寿命范围内,整体刚度衰减很少,钢混凝土组合梁-CFT土柱贯入式组合节点具有良好的抗疲劳性能;当在常幅疲劳进行到设计疲劳寿命200万次时,削弱3/5的组合梁,刚度退化明显,建议组合梁下翼缘贯入度不应小于0.7。(2)采用有限元软件ANSYS对节点进行了三维实体有限元分析,结合试验数据,展开参数分析。考虑到工字钢梁上翼缘与楼板协同作用,针对上、下翼缘不对称削弱节点进行分析。研究表明,当保持工字钢梁下翼缘贯入度一定时,适当减少上翼缘贯入度,可以增加节点抗疲劳性能;考虑到塑性铰外移,核心区钢管和混凝土无明显变形,针对钢梁贯穿柱子不同深度进行分析。研究表明,适当减小钢梁贯穿度,节点仍然具有较高的抗疲劳性能,建议钢梁贯穿度为0.5-1。本文图39幅,表9篇,参考文献67篇。
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