部分高度端板半剛性薄鋼-混凝土組合節(jié)點受力性能研究.pdf

1、近年來，國內(nèi)外對薄壁鋼管混凝土柱進行了大量的研究，薄鋼-混凝土組合梁也進行了一些研究，薄鋼-混凝土組合梁柱剛性節(jié)點和鉸接節(jié)點亦有少數(shù)研究；但現(xiàn)有梁柱節(jié)點中的薄壁鋼梁和鋼柱的連接需要在施工現(xiàn)場焊接，施工速度慢且施工質(zhì)量難以保證，嚴重的制約著這種新型結(jié)構(gòu)的應用和發(fā)展；其次半剛性薄鋼-混凝土組合梁柱節(jié)點尚無詳細的研究。針對上述問題，本文提出了一種新型半剛性薄鋼-混凝土組合梁柱節(jié)點，節(jié)點中的柱為薄壁設肋方鋼管混凝土柱，梁為薄壁卷邊工字鋼-混凝土

2、組合梁，梁柱通過焊接在鋼梁下翼緣的部分高度端板用穿芯高強螺栓連接在一起。本文對這種新型節(jié)點進行了試驗研究、有限元分析和理論分析，主要完成的工作有:
　　(1)進行了4個薄壁設肋方鋼管混凝土柱穿芯高強螺栓抗剪性能的試驗研究，研究了柱鋼管壁上螺栓孔的大小、是否隔離穿芯高強螺栓與混凝土之間的粘結(jié)力及穿芯高強螺栓中的預拉力對穿芯高強螺栓抗剪性能的影響。研究了鋼管混凝土柱穿芯高強螺栓在剪切荷載作用下的計算模型。基于鋼管混凝土柱穿芯高強螺栓在

3、剪切荷載作用下可能出現(xiàn)的破壞模式，對穿芯高強螺栓的抗剪性能和穿芯高強螺栓在拉剪聯(lián)合作用下的受力性能進行了研究。
　　(2)進行了5個部分高度平齊式端板半剛性薄鋼-混凝土組合梁柱節(jié)點在負彎矩作用下的試驗研究，節(jié)點的主要變化參數(shù)為混凝土板中縱向鋼筋的配筋率和節(jié)點類型。重點研究：這種新型節(jié)點的彎矩-轉(zhuǎn)角特性，以及節(jié)點是否具有結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布時所要求的抗彎承載力和轉(zhuǎn)動能力；邊緣加勁板件的非彈性穩(wěn)定和非彈性變形能力；梁柱連接處組合梁橫截面

4、上的剪力分配及混凝土板的抗剪性能；邊柱節(jié)點中混凝土懸挑板和鋼管混凝土柱之間的相互作用及懸挑板的受力性能等。
　　(3)進行了8個部分高度外伸式端板半剛性薄鋼-混凝土組合梁柱節(jié)點在單調(diào)或往復荷載作用下的試驗研究，節(jié)點的主要變化參數(shù)是混凝土板中縱向鋼筋的配筋率、節(jié)點類型、節(jié)點的受荷方式和荷載類型。重點研究：這種新型節(jié)點的彎矩-轉(zhuǎn)角特性，以及節(jié)點是否具有結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布時所要求的抗彎承載力和轉(zhuǎn)動能力；正彎矩承載力大于負彎矩承載力的，正

5、、負彎矩承載力約相等和負彎矩承載力大于正彎矩承載力的節(jié)點滯回特性和抗震性能；邊緣加勁板件在單調(diào)或往復荷載作用下的非彈性穩(wěn)定和非彈性變形能力；節(jié)點在正負彎矩作用下梁柱連接處組合梁橫截面上的剪力分配及混凝土板的抗剪性能；混凝土板和鋼管混凝土柱之間的相互作用及混凝土板的受力性能；薄鋼-混凝土組合懸挑板的受力性能等。
　　(4)運用非線性有限元軟件ABAQUS6.5建立了22個部分高度平齊式端板半剛性薄鋼-混凝土組合梁柱節(jié)點的有限元模型，

6、重點研究了混凝土板中的配筋率、混凝土板與鋼梁之間的組合作用、部分高度平齊式端板的高度、穿芯高強螺栓距鋼梁受壓翼緣(即下翼緣)之間的距離、部分高度平齊式端板的厚度和柱軸壓比等對這種新型節(jié)點在負彎矩作用下的彎矩-轉(zhuǎn)角特性的影響和端板的厚度對這種新型節(jié)點在正彎矩作用下的彎矩-轉(zhuǎn)角特性的影響。
　　(5)運用非線性有限元軟件ABAQUS6.5建立了9個部分高度外伸式端板半剛性薄鋼-混凝土組合梁柱節(jié)點的有限元模型，重點研究了混凝土板中縱向受