鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻與鋼梁節(jié)點(diǎn)抗震性能研究(1)

1、鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻與鋼梁節(jié)點(diǎn)抗震性能研究1r、l●●』■■●量tesearcllonselsmlcDerlormanCe0Iconnectionsbetweenbundledlippedchannelconcrete(BLCC)compositewallandsteelbeam學(xué)科專(zhuān)業(yè)：結(jié)構(gòu)工研究生：李杰指導(dǎo)教師：李硯波陳志華程副教授教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一五年十二月摘要我國(guó)現(xiàn)有的鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，鋼板剪力墻僅作為抗側(cè)力構(gòu)件

2、，兩側(cè)設(shè)置邊緣構(gòu)件，節(jié)點(diǎn)多為梁柱節(jié)點(diǎn)，矩形鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)對(duì)于本文節(jié)點(diǎn)研究有一部分的借鑒意義，國(guó)內(nèi)普遍使用的鋼管混凝土柱一鋼梁連接節(jié)點(diǎn)包括以下幾種：內(nèi)隔板式節(jié)點(diǎn)，外肋環(huán)板節(jié)點(diǎn)，外環(huán)板式節(jié)點(diǎn)，隔板貫通式節(jié)點(diǎn)?；阡摴苁M合結(jié)構(gòu)剪力墻體系中，不再設(shè)置邊緣構(gòu)件，鋼梁節(jié)點(diǎn)直接與墻體相連，我國(guó)學(xué)者對(duì)鋼板剪力墻與鋼梁的連接節(jié)點(diǎn)幾乎少有研究。從構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力明確、施工高效等方面考慮，設(shè)計(jì)了兩種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行研究。為了解墻梁節(jié)點(diǎn)的傳力、抗震等性能，通

3、過(guò)鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻墻梁節(jié)點(diǎn)的抗震特性試驗(yàn)研究，為未來(lái)結(jié)構(gòu)計(jì)算提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)參考?；阡摴苁M合結(jié)構(gòu)剪力墻的研究，對(duì)鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻的墻梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了抗震性能試驗(yàn)研究，對(duì)兩種構(gòu)造形式的四組足尺墻梁節(jié)點(diǎn)構(gòu)件進(jìn)行了低周往復(fù)荷載試驗(yàn)，分析了每個(gè)構(gòu)件的破壞過(guò)程和破壞機(jī)理，進(jìn)而對(duì)節(jié)點(diǎn)的承載能力、剛度退化、延展性和能量耗散能力等抗震性能參數(shù)進(jìn)行了研究和分析。試驗(yàn)結(jié)果表明，肋板型節(jié)點(diǎn)將塑性鉸的產(chǎn)生區(qū)域以及梁的區(qū)部屈曲移至肋板末端，可見(jiàn)肋板長(zhǎng)度影響塑

4、性鉸外移位置，屈服區(qū)域避開(kāi)了墻梁交界處，改善了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的受力性能，有效的避免了節(jié)點(diǎn)過(guò)早的在翼緣焊縫區(qū)域產(chǎn)生破壞，使得肋板型節(jié)點(diǎn)具有更高的耗能能力和延展性；從端板型節(jié)點(diǎn)的破壞模式來(lái)看，破壞源自于翼緣的焊縫區(qū)域會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中，焊縫質(zhì)量是此類(lèi)節(jié)點(diǎn)的性能保證的關(guān)鍵因素之一。四組試驗(yàn)兩種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)具有較好的抗震性能，在往復(fù)荷載的作用下表現(xiàn)出較好的延性以及耗能性能，四組試件均出現(xiàn)不同程度的塑性鉸，基本符合強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的規(guī)范要求。使用了ABAQUS

5、有限元軟件，根據(jù)試驗(yàn)構(gòu)件的實(shí)際尺寸建立了實(shí)體單元模型，對(duì)墻梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了抗震性能分析，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)域的有限元分析，揭示了節(jié)點(diǎn)域肋板、端板、墻體、梁翼緣腹板處的應(yīng)力分布規(guī)律，驗(yàn)證了鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻中肋板型墻梁節(jié)點(diǎn)、端板型墻梁節(jié)點(diǎn)的屈服機(jī)制。通過(guò)比較有限元結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分布與有限元計(jì)算應(yīng)力分布趨勢(shì)一致，有限元模擬的應(yīng)力變化規(guī)律與試驗(yàn)擬合較好，有限元模擬出現(xiàn)較大應(yīng)力處與試驗(yàn)破壞位置基本一致。有限