【摘 要】
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异形钢管混凝土柱在建筑设计中和圆形、矩形钢管混凝土柱相比能够避免柱棱角突出墙体,从而达到对室内面积有效利用的目的。然而目前异形钢管混凝土柱-钢梁组合结构的节点类型
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异形钢管混凝土柱在建筑设计中和圆形、矩形钢管混凝土柱相比能够避免柱棱角突出墙体,从而达到对室内面积有效利用的目的。然而目前异形钢管混凝土柱-钢梁组合结构的节点类型较少,难以满足实际工程中的诸多需求。因此本文针对异形钢管混凝土柱-钢梁节点的类型较少、节点力学性能分析不系统和节点承载力的计算方式研究不够深入等问题,对一种侧板连接T形钢管混凝土柱-钢梁节点,采用拟静力试验结合有限元分析以和数值分析的方法对其抗震性能进行分析。首先使用有限元分析软件ABAQUS建立与试验构件尺寸相符的精细化节点模型并对其抗震性能进行分析;其次对节点模型进行参数拓展分析;最后提出此类节点模型承载力的计算建议。具体的研究内容如下:(1)运用ABAQUS建立与试验构件尺寸相符合的7个节点模型,通过分析将节点模型与试验构件的破坏形式进行比较,在此基础上,对比了计算结果和试验装置实测的滞回曲线和骨架曲线,说明节点模型能够准确地反映试验构件的受力性能。最后分析了模型的延性、耗能能力和刚度退化。研究结果表明:侧板的存在使得此类节点破坏在梁柱连接工字钢梁的翼缘处,破坏模式为梁铰破坏,节点模型能够较好的吸收地震作用,模型计算结果与试验装置实测的数据吻合较好。(2)对节点模型进行拓展参数分析,确定了轴压比、钢材强度、核心混凝土强度、不同加载方式和竖向加载位置等参数,通过分析节点模型的抗震性能,对此类节点的设计提出建议。研究结果表明:节点模型的极限承载力和耗能能力随着轴压比的增加而下降;当核心混凝土强度发生变化时,节点模型的抗震性能基本不发生变化;随着钢材的强度的提升,构件整体的极限承载力也随之增加;节点模型采用梁端加载时,破坏部位可能位于钢梁的腹板处;当柱端恒定竖向荷载的位置发生改变时,节点模型模拟所得到的滞回环可能会出现不对称的现象。(3)结合试验和有限元模拟的结果可知,当模型满足塑性铰发生在梁端的条件时,节点的承载力可以简化为钢管混凝土梁柱连接处工字钢梁端的承载力,并结合相关规范进行计算。
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