裝配式交錯桁架與方鋼管混凝土柱外環(huán)板-端板節(jié)點抗震性能試驗研究.pdf

1、隨著中國工業(yè)化水平的不斷提高，建筑工業(yè)化的潮流席卷全國，越來越多的建筑結(jié)構(gòu)采用裝配式。交錯桁架結(jié)構(gòu)作為鋼結(jié)構(gòu)中最具裝配化潛力的結(jié)構(gòu)形式之一將迎來高速發(fā)展的時期。交錯桁架結(jié)構(gòu)要實現(xiàn)裝配化需要解決桁架與柱連接節(jié)點的問題，故本文研究裝配式交錯桁架與方鋼管混凝土柱外環(huán)板-端板節(jié)點的連接性能具有重要意義。
　　本文根據(jù)斜腹桿軸線與上弦桿軸線的交點位置將裝配式交錯桁架與方鋼管混凝土柱外環(huán)板-端板節(jié)點分為三類形式：第I類交于兩個端板接觸面，第I

2、I類交于柱外皮，第III類交于柱軸線。對第I、II類節(jié)點形式的2組共4個試件進(jìn)行了低周往復(fù)荷載作用下的擬靜力試驗，研究了節(jié)點的破壞模式以及滯回性能。初步得到了第I、II類節(jié)點的破壞機制。
　　試驗結(jié)果表明：第I、II類節(jié)點當(dāng)連接柱和端板的短梁較弱時具有很好的抗震性能，節(jié)點試件的短梁腹板（即環(huán)板豎向加勁板）充分剪切變形，并在該處發(fā)生破壞。第I、II類節(jié)點當(dāng)連接短梁較強時，均出現(xiàn)了由于螺栓松弛造成的端板滑移現(xiàn)象，此時對應(yīng)第I類節(jié)點滯回

3、曲線捏縮，最終由于柱子壓彎破壞。對于第II類節(jié)點連接短梁較強時具有較高的承載力，最終由于桁架腹桿節(jié)點板撕裂而發(fā)生脆性破壞。
　　采用非線性有限元軟件ABAQUS6.14在考慮幾何非線性、材料非線性及接觸非線性的基礎(chǔ)上，采用殼單元結(jié)合三維實體單元建立了I、II、III類節(jié)點形式的有限元模型，并模擬了螺栓松弛造成的端板滑移現(xiàn)象。將第I、II類節(jié)點的有限元計算結(jié)果和試驗進(jìn)行了比較，二者吻合較好。然后深入分析了三種不同節(jié)點形式節(jié)點的受力狀

4、態(tài)、破壞模式和抗震性能。分析結(jié)果表明，綜合考慮承載力、破壞模式、抗震性能以及建筑適用性等方面，第I類節(jié)點短梁較弱時綜合性能最佳。
　　針對具有優(yōu)勢的第I類節(jié)點形式，采用非線性有限元軟件系統(tǒng)地分析了混凝土強度、鋼管厚度、軸壓比、外環(huán)板寬度、外環(huán)板挑出寬度、外環(huán)板厚度及豎向加勁板厚度等因素對第I類節(jié)點滯回性能的影響。計算結(jié)果表明，軸壓比對節(jié)點的性能影響顯著，外環(huán)板挑出寬度、外環(huán)板厚度及豎向加勁板厚度通過影響連接短梁的剛度從而影響節(jié)點的