论文部分内容阅读
薄壁钢管混凝土具有承载力高、塑性和韧性好、制作和施工方便、耐火性能好、经济效益好等特点,主要应用于中低层建筑中。目前对于薄壁钢管混凝土柱的研究较多,但是对于薄壁钢管混凝土柱节点的研究较少见,课题组曾研究了薄壁钢管混凝土柱框架节点的静力性能,缺乏抗震性能、力学模型和设计方法的研究。因此,对于薄壁钢管混凝土柱节点抗震性能及破坏机理的研究具有重要的理论和工程意义。本文对薄壁钢管混凝土柱端板连接节点进行了抗震性能研究,主要研究工作如下:1)本文对4个薄壁钢管混凝土框架端板连接节点进行了低周反复荷载试验,研究了端板类型和钢管厚度对节点破坏形态、滞回曲线、强度和刚度退化、延性和耗能能力的影响。研究表明,外伸端板连接节点和平齐端板钢管较厚的试件属于半刚性、部分强度节点;在管内浇筑混凝土和采取合理的构造措施,薄壁钢管混凝土柱端板连接节点具有较好的强度、刚度和延性,抗震性能良好,可以安全可靠地应用于多层组合框架结构。2)利用有限元软件ABAQUS对此类节点建立了非线性有限元模型,通过试验验证了有限元模型的准确性。建立了平齐端板连接节点和外伸端板连接节点的标准模型,并对标准模型的受力机理进行非线性全过程抗震性能分析,同时研究了节点的应力分布和工作机理。3)分别建立了平齐端板连接节点和外伸端板连接节点的非线性有限元模型,研究了可能影响节点弯矩-转角滞回曲线的诸多参数。例如:柱轴压比(n)、端板厚度(tep)、钢管加厚区厚度(tjc)、钢管加厚区高度(hjc)、螺栓直径(db)、螺栓预拉力(P)、螺栓锚固长度系数(α l)、钢材强度(fy)、混凝土强度(fcu)、梁柱截面屈服弯矩比(km)、梁柱线刚度比(ki)、柱长细比(λ)、含钢率(α)等。4)根据试验结果和理论分析,提出了合理的构造措施,如增加钢管厚度、在螺栓尾部焊接钢筋等,有效地提高了节点的刚度、强度和抗震性能。