半剛性鋼管混凝土組合框架節(jié)點(diǎn)的抗震性能及設(shè)計(jì)方法.pdf

1、鋼管混凝土具有承載力高、塑性和韌性好、制作和施工方便、耐火性能好、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)。目前國內(nèi)外對H型鋼柱組合梁端板連接節(jié)點(diǎn)研究較多，但對于鋼管混凝土柱-組合梁端板連接節(jié)點(diǎn)研究較少見。本文利用組件法研究了半剛性鋼管混凝土組合框架節(jié)點(diǎn)抗彎承載力、初始剛度和轉(zhuǎn)動(dòng)能力的計(jì)算模型與計(jì)算方法，主要研究工作如下：
　　(1)本文進(jìn)行了4個(gè)足尺半剛性鋼管混凝土組合框架節(jié)點(diǎn)的低周反復(fù)加載試驗(yàn)。研究參數(shù)是柱截面類型和端板類型，詳細(xì)地考察了組合節(jié)點(diǎn)的水平

2、荷載-水平位移關(guān)系滯回曲線與骨架曲線、彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系滯回曲線與骨架曲線、破壞形態(tài)、剛度和強(qiáng)度退化規(guī)律、延性系數(shù)、耗能能力和關(guān)鍵部位的應(yīng)變分布規(guī)律等。試驗(yàn)表明：鋼管混凝土組合框架端板連接節(jié)點(diǎn)具有較高的強(qiáng)度、剛度和延性，可以安全可靠地應(yīng)用于多層抗彎組合框架結(jié)構(gòu)。
　　(2)考慮混凝土樓板對節(jié)點(diǎn)承載力和破壞形式的影響，建立力學(xué)計(jì)算模型，將抗彎承載力轉(zhuǎn)換為混凝土樓板內(nèi)的混凝土、鋼筋和每個(gè)高強(qiáng)螺栓所承受的拉力或壓力。確定混凝土、鋼筋、高強(qiáng)螺

3、栓等受力組件的極限承載力，根據(jù)力學(xué)平衡條件計(jì)算出節(jié)點(diǎn)中和軸所處不同位置時(shí)，組合節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的抗彎承載力。
　　(3)借鑒歐洲規(guī)范提出的計(jì)算純鋼節(jié)點(diǎn)初始剛度組件法，分析討論對連接剛度有貢獻(xiàn)的一系列組件：混凝土樓板的混凝土、鋼筋、抗剪栓釘、高強(qiáng)螺栓以及螺栓端部焊接鋼筋的錨固作用。將這些組件簡化為具有各自剛度、受力會發(fā)生形變的“彈簧”，把這些“彈簧”并聯(lián)或串聯(lián)組合起來，建立簡化模型。由每個(gè)組件的初始剛度和簡化模型的變形協(xié)調(diào)方程，得到組合節(jié)點(diǎn)

4、的初始剛度。
　　(4)對組合節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)能力進(jìn)行理論分析。分別討論了組合節(jié)點(diǎn)在正彎矩、負(fù)彎矩作用下的性能。對于負(fù)彎矩作用下的極限抗彎承載力對應(yīng)于混凝土混凝土樓板內(nèi)的鋼筋達(dá)到其極限應(yīng)變；對于正彎矩作用情況下的極限抗彎承載力對應(yīng)于混凝土混凝土樓板的受壓破壞。在保證柱壁不發(fā)生局部屈曲的情況下，由組合節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)能力判定這種半剛性連接的延性是否滿足要求。
　　(5)在綜合前面各章節(jié)研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，提出了半剛性鋼管混凝土組合框架節(jié)點(diǎn)彎