薄壁鋼管混凝土框架梁柱端板連接節(jié)點的靜力性能.pdf

1、薄壁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)濟性好等特點。目前國內(nèi)外對冷彎薄壁型鋼構(gòu)件的研究比較成熟，對薄壁鋼管混凝土構(gòu)件的研究較少見，尚未有系統(tǒng)的薄壁鋼管混凝土的設(shè)計方法，這阻礙了此類新型組合結(jié)構(gòu)在實際工程的推廣和應(yīng)用。因此，對薄壁鋼管混凝土框架端板連接節(jié)點試驗和理論的研究具有重要的理論和實踐意義。
　　 本文主要研究了薄壁鋼管混凝土框架端板連接節(jié)點的靜力性能和理論計算模型，主要進行了以下幾個方面的

2、研究：
　　 (1)采用大型有限元軟件ABAQUS建立了帶肋方鋼管柱與鋼梁端板連接節(jié)點在單調(diào)荷載作用下的有限元分析模型，并得到大量試驗算例驗證，對節(jié)點進行了非線性全過程分析和參數(shù)分析，并通過典型節(jié)點算例分析了節(jié)點域各組件的應(yīng)力分布和變形特征，探討了節(jié)點的工作機理。
　　 (2)進行了4個帶肋薄壁鋼管混凝土框架端板連接節(jié)點的單調(diào)加載試驗，研究其靜力性能和破壞模式。主要研究了節(jié)點的彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系、破壞模式、連接剛度、抗彎承載

3、力和延性。試驗表明：帶錨固措施的薄壁鋼管混凝土框架端板連接節(jié)點具有較高的強度、剛度和延性，為半剛性連接、部分強度節(jié)點；其極限轉(zhuǎn)角均超過了0.044rad，滿足美國規(guī)范FEMA-350規(guī)定連接轉(zhuǎn)動能力不小于0.03rad的延性設(shè)計要求，可以安全可靠地應(yīng)用于多層抗彎組合框架結(jié)構(gòu)。
　　 (3)采用有限元軟件ABAQUS建立了帶肋薄壁鋼管混凝土框架梁柱端板連接節(jié)點在單調(diào)荷載作用下的有限元分析模型。分析了節(jié)點域各組件的應(yīng)力分布和變形特征

4、，探討了節(jié)點的工作機理；并對節(jié)點的彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線的影響參數(shù)進行了大量分析。分析表明：選擇合理的端板厚度、柱壁加厚區(qū)厚度及螺栓直徑，對帶肋薄壁方鋼管混凝土框架端板連接節(jié)點設(shè)計影響較大；對于有側(cè)移框架或無側(cè)移框架，帶肋薄壁方鋼管混凝土梁柱平端板連接節(jié)點均為半剛性部分強度連接節(jié)點；對于帶肋薄壁方鋼管混凝土梁柱外伸端板連接節(jié)點，為半剛性全強度或半剛性部分強度連接節(jié)點。
　　 (4)基于試驗和現(xiàn)有的理論研究結(jié)果，提出了改善此類薄壁組合