T形鋼管混凝土框架外加強(qiáng)環(huán)板式節(jié)點(diǎn)抗震性能研究.pdf

1、異形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)不僅具有普通鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性能，同時(shí)還可以做到與墻體等厚，避免房間出現(xiàn)棱角以及增加使用面積。由于該結(jié)構(gòu)的這些突出優(yōu)點(diǎn)，近年來國內(nèi)外許多學(xué)者對異形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量地研究。不過，目前的研究主要集中在異形鋼管混凝土柱，對異形鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)的研究較少，而且也只是側(cè)重于異形鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)。對于異形鋼管混凝土柱-混凝土梁節(jié)點(diǎn)的研究基本處于空白狀態(tài)。本文在劉記雄博士對T形鋼管混凝土柱-混凝土梁外伸端板連接節(jié)

2、點(diǎn)與加強(qiáng)環(huán)筋連接節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究及有限元分析的基礎(chǔ)上，提出基于T形鋼管混凝土柱-混凝土梁的外加強(qiáng)板環(huán)式連接節(jié)點(diǎn)，并建立33個(gè)該節(jié)點(diǎn)模型，利用ABAQUS軟件對其中15個(gè)節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行抗震性能研究，對其余18個(gè)節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行正交試驗(yàn)分析。主要研究內(nèi)容與成果如下：
　　（1）利用ABAQUS軟件建立T形鋼管混凝土柱-混凝土梁外加強(qiáng)環(huán)板式節(jié)點(diǎn)有限元模型，并分析此類節(jié)點(diǎn)的工作機(jī)理。節(jié)點(diǎn)的裂縫發(fā)展經(jīng)歷初裂、通裂、極限、破壞四個(gè)過程；牛腿在梁

3、端荷載的傳遞過程中起到橋梁作用；最終以牛腿與梁交界處形成塑性鉸而破壞，符合“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的抗震設(shè)計(jì)思想。
　?。?）在低周往復(fù)荷載作用下，對節(jié)點(diǎn)模型的抗震性能進(jìn)行分析。節(jié)點(diǎn)模型均在核心區(qū)產(chǎn)生應(yīng)力集中，不過參數(shù)的變化導(dǎo)致應(yīng)力集中以及向四周擴(kuò)散的程度有所差異。各節(jié)點(diǎn)模型的滯回曲線形狀飽滿，沒有捏縮現(xiàn)象，滯回性能良好；位移延性系數(shù)均大于1.93，等效粘滯阻尼系數(shù)均大于0.180，能量耗散系數(shù)均大于1.134，其抗震性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通

4、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的要求，部分甚至超過型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的要求。另外，節(jié)點(diǎn)的剛度退化曲線基本上符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，這是由于鋼管對核心混凝土的套箍作用，才使得剛度退化趨勢逐漸變緩，從而體現(xiàn)此類節(jié)點(diǎn)良好的抗側(cè)移能力。
　?。?）通過參數(shù)分析，了解節(jié)點(diǎn)抗震性能指標(biāo)隨參數(shù)的變化規(guī)律。框架梁配筋率增大不僅可以提高節(jié)點(diǎn)承載能力，而且對其抗震性能提高也很有幫助；牛腿長度增大雖對節(jié)點(diǎn)承載力能力較為有利，但對其抗震性能影響比較有限。
　　（4）節(jié)點(diǎn)模型