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

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

2、過有限元軟件分析與擬靜力試驗數(shù)據(jù)進行比較分析。主要的研究工作如下:
　　(1)加強型K型搭接節(jié)點的模型建立。通過試驗前期的預分析，將焊縫模擬引入K節(jié)點的模型建立，對關(guān)鍵參數(shù)進行確定，分析節(jié)點的靜力性能，確定試驗節(jié)點試件的幾何參數(shù)，為試件的試驗加載做好準備工作。
　　(2)加強型K節(jié)點的擬靜力試驗研究。設計了6個鋼管結(jié)構(gòu)加強型K型搭接節(jié)點試件，在兩支管端通過伺服作動器實現(xiàn)低周往復軸向荷載，考察節(jié)點的破壞機理。試驗表明，未加強試

3、件其主要破壞模式為主管管壁的塑性破壞，而通過主管灌混凝土加強的試件，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。通過比較兩者破壞模式，得出主管灌混凝土的加強方式，可以改變節(jié)點的破壞模式，抑制主管的塑性失效破壞，有效的提高節(jié)點承載力和承載效率。
　　(3)主管灌混凝土的鋼管結(jié)構(gòu)K型搭接節(jié)點滯回性能量化評價。基于試驗結(jié)果，通過對加強型K型搭接節(jié)點的滯回分析，表明未加強K型搭接節(jié)點和通過主管灌混凝土加強的K型搭接節(jié)點

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)灌混凝土的加強方式在一定程度上限制了節(jié)點的塑性發(fā)展，降低了節(jié)點的延性和滯回性能，但提高了節(jié)點的剛度，可以有效增大試件的極限承載力。另外通過比較兩種不同的加強方式，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。
　　(4)加強型K型搭接節(jié)點有限元滯回性能分析。用有限元分析軟件ANSYS對節(jié)點進行滯回性能模擬分析，通過有限元模擬結(jié)果與擬