中空夾層鋼管混凝土柱單邊螺栓節(jié)點擬動力試驗與數值分析.pdf

1、中空夾層鋼管混凝土柱是在兩層同心放置的鋼管之間灌注混凝土而形成的新型結構構件，具有截面開展、抗彎剛度大、抗震性能好及抗火性能好等特點;在同等條件下，較實心鋼管混凝土自重更輕。因為內外鋼管截面形式多樣可以組合成多種不同截面形式，在實際工程中具有較強的靈活性。目前關于中空夾層鋼管混凝土構件力學性能的試驗和理論研究較多，但相關的梁柱節(jié)點研究較少。高強單邊螺栓端板連接梁柱節(jié)點具有典型的半剛性，相對于剛性節(jié)點具有更好的抗震性能和延性，同時解決了普

2、通高強螺栓在閉口截面安裝中的局限性，因而具有良好的工程應用前景。然而，目前關于中空夾層鋼管混凝土柱-鋼梁高強單邊螺栓端板連接節(jié)點的試驗研究和理論分析極度缺乏。本文通過對高強單邊螺栓端板連接中空夾層鋼管混凝土梁柱節(jié)點進行擬動力試驗，考察了該新型節(jié)點在地震作用下的抗震性能和動力響應;利用有限元軟件OpenSees對該類型節(jié)點和框架進行了非線性動力時程分析，以期為中空夾層鋼管混凝土高強單邊螺栓連接節(jié)點在實際工程中的推廣和應用提供試驗和理論依據

3、。本文主要研究工作總結如下:
　　(1)對5個不帶樓板的中空夾層鋼管混凝土柱-鋼梁高強單邊螺栓端板連接節(jié)點進行了擬動力試驗，考察了該類型節(jié)點在El-Centro地震波作用下的破壞模式和動力響應，分析了節(jié)點的滯回性能、延性、耗能等抗震性能指標，討論柱截面形式和中空率對節(jié)點力學性能的影響。
　　(2)對2個帶樓板中空夾層鋼管混凝土柱-鋼梁高強單邊螺栓端板連接節(jié)點進行了擬動力試驗，考察了該類型節(jié)點在El-Centro地震波作用下的

4、破壞模式和動力響應，分析了節(jié)點的滯回性能、延性、耗能等抗震性能指標，討論柱截面形式和鋼筋桁架-混凝土組合樓板對節(jié)點力學性能的影響。
　　(3)采用有限元軟件OpenSees分別建立了不帶樓板和帶樓板的中空夾層鋼管混凝土柱-鋼梁高強單邊螺栓端板連接節(jié)點有限元分析模型，采用零長度彈簧單元模擬螺栓性能，獲得節(jié)點在EI-Centro波作用下的位移時程曲線、荷載-位移滯回曲線和荷載-位移骨架曲線，并將數值模擬結果與試驗結果進行了對比分析，驗