方鋼管混凝土柱—鋼梁剛性節(jié)點(diǎn)抗震性能研究.pdf

1、方鋼管混凝土柱鋼框架結(jié)構(gòu)具有承載力高、延性好、抗震性能優(yōu)越、耐火性強(qiáng)、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，成為住宅鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個(gè)主要方向。梁柱連接節(jié)點(diǎn)是保證結(jié)構(gòu)安全可靠的基礎(chǔ)，目前鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)的研究都是針對(duì)焊接方鋼管，而對(duì)冷成型方鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)研究很少。
　　 本文根據(jù)多層建筑中采用冷成型方鋼管柱的特點(diǎn)，研究了方鋼管混凝土柱－鋼梁豎向加勁板式節(jié)點(diǎn)的靜動(dòng)力性能。采用有限元軟件ANSYS對(duì)豎向加勁板式節(jié)點(diǎn)建立三維實(shí)體模型，分析了豎向

2、加勁板式節(jié)點(diǎn)在不同材料本構(gòu)關(guān)系下的抗震性能，并同已有的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。通過對(duì)14個(gè)不同參數(shù)的豎向加勁板式足尺節(jié)點(diǎn)模型的非線性有限元分析，探討了豎向加勁板的長(zhǎng)度、高度、梁翼緣斜率、軸壓比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的影響。通過對(duì)未設(shè)內(nèi)隔板的方鋼管混凝土柱－鋼梁一般狗骨式節(jié)點(diǎn)有限元分析，提出了方鋼管混凝土柱－鋼梁翼緣加強(qiáng)型狗骨式節(jié)點(diǎn)，并對(duì)此進(jìn)行單調(diào)和低周反復(fù)荷載下的非線性有限元分析。
　　 有限元分析結(jié)果表明，采用雙折線和雙斜線模型

3、會(huì)過高估計(jì)節(jié)點(diǎn)承載力和延性，三種約束混凝土本構(gòu)關(guān)系模型對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力和延性影響較小。豎向加勁板式節(jié)點(diǎn)具有良好的延性和耗能能力，節(jié)點(diǎn)的塑性鉸出現(xiàn)在梁翼緣變截面最窄處，節(jié)點(diǎn)最終因梁變截面附近受壓翼緣發(fā)生局部屈曲而破壞。鋼管中混凝土的裂縫主要集中在豎向加勁板兩邊，混凝土的破壞和裂縫的開展呈現(xiàn)良好的對(duì)稱性。節(jié)點(diǎn)域剪力由鋼管壁和核心區(qū)的混凝土共同承擔(dān)，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土應(yīng)力較大的區(qū)域呈傾斜的帶狀分布，符合斜壓桿受力機(jī)制。當(dāng)鋼梁翼緣與方鋼管不焊時(shí)，節(jié)點(diǎn)

4、初始剛度和承載力下降明顯，但延性提高。
　　 對(duì)梁翼緣變截面在加勁板內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，建議梁翼緣變截面斜率(ctgα)取3～4，加勁板的長(zhǎng)度和高度對(duì)節(jié)點(diǎn)的承載力、延性的影響明顯。對(duì)梁翼緣變截面在加勁板外的節(jié)點(diǎn)，相同加勁板長(zhǎng)度和高度時(shí)，梁翼緣有斜率比無斜率承載力大；相同加勁板長(zhǎng)度和高度時(shí)，梁翼緣變截面在加勁板外節(jié)點(diǎn)比變截面在加勁板內(nèi)的節(jié)點(diǎn)承載力大。隨著軸壓比的增大，節(jié)點(diǎn)極限承載力、耗能能力和延性都會(huì)下降，混凝土強(qiáng)度的變化對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力、