主管灌混凝土的鋼管結(jié)構(gòu)K型搭接節(jié)點(diǎn)滯回性能研究.pdf

1、鋼管結(jié)構(gòu)因其輕質(zhì)高強(qiáng)、材料延性好及良好的滯回性能等特點(diǎn)，是最常采用的建筑結(jié)構(gòu)形式之一。節(jié)點(diǎn)作為鋼管結(jié)構(gòu)的重要組成部分，同時(shí)也是結(jié)構(gòu)耗能的關(guān)鍵部位，對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的研究是鋼管結(jié)構(gòu)研究發(fā)展的基礎(chǔ)。相對(duì)節(jié)點(diǎn)靜力性能方面的研究，對(duì)鋼管節(jié)點(diǎn)滯回性能的研究相對(duì)較少，尤其對(duì)鋼管結(jié)構(gòu)主管灌混凝土的加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)滯回性能的研究處于起步階段。基于此，本文對(duì)鋼管結(jié)構(gòu)主管灌混凝土的加強(qiáng)型K節(jié)點(diǎn)抗震破壞機(jī)理進(jìn)行試驗(yàn)研究，共對(duì)6個(gè)鋼管結(jié)構(gòu)K型搭接節(jié)點(diǎn)試件開展擬靜力試驗(yàn)，并通

2、過(guò)有限元軟件分析與擬靜力試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。主要的研究工作如下:
　　(1)加強(qiáng)型K型搭接節(jié)點(diǎn)的模型建立。通過(guò)試驗(yàn)前期的預(yù)分析，將焊縫模擬引入K節(jié)點(diǎn)的模型建立，對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行確定，分析節(jié)點(diǎn)的靜力性能，確定試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)試件的幾何參數(shù)，為試件的試驗(yàn)加載做好準(zhǔn)備工作。
　　(2)加強(qiáng)型K節(jié)點(diǎn)的擬靜力試驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)了6個(gè)鋼管結(jié)構(gòu)加強(qiáng)型K型搭接節(jié)點(diǎn)試件，在兩支管端通過(guò)伺服作動(dòng)器實(shí)現(xiàn)低周往復(fù)軸向荷載，考察節(jié)點(diǎn)的破壞機(jī)理。試驗(yàn)表明，未加強(qiáng)試

3、件其主要破壞模式為主管管壁的塑性破壞，而通過(guò)主管灌混凝土加強(qiáng)的試件，其主要破壞模式為主管管壁的拉裂破壞并且伴隨有受壓支管的輕微屈曲。通過(guò)比較兩者破壞模式，得出主管灌混凝土的加強(qiáng)方式，可以改變節(jié)點(diǎn)的破壞模式，抑制主管的塑性失效破壞，有效的提高節(jié)點(diǎn)承載力和承載效率。
　　(3)主管灌混凝土的鋼管結(jié)構(gòu)K型搭接節(jié)點(diǎn)滯回性能量化評(píng)價(jià)。基于試驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)對(duì)加強(qiáng)型K型搭接節(jié)點(diǎn)的滯回分析，表明未加強(qiáng)K型搭接節(jié)點(diǎn)和通過(guò)主管灌混凝土加強(qiáng)的K型搭接節(jié)點(diǎn)

4、均具有較好的滯回性能，可以滿足結(jié)構(gòu)的抗震要求;主管內(nèi)灌混凝土的加強(qiáng)方式在一定程度上限制了節(jié)點(diǎn)的塑性發(fā)展，降低了節(jié)點(diǎn)的延性和滯回性能，但提高了節(jié)點(diǎn)的剛度，可以有效增大試件的極限承載力。另外通過(guò)比較兩種不同的加強(qiáng)方式，在滯回性能方面兩者差別不大，表明采用粉煤灰混凝土可以很好的替代傳統(tǒng)混凝土用于鋼管結(jié)構(gòu)局部加強(qiáng)。
　　(4)加強(qiáng)型K型搭接節(jié)點(diǎn)有限元滯回性能分析。用有限元分析軟件ANSYS對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行滯回性能模擬分析，通過(guò)有限元模擬結(jié)果與擬