穿芯高強螺栓—端板節(jié)點方鋼管混凝土平面框架的抗震性能研究.pdf

1、鋼管混凝土以其承載力高,塑性和韌性好,施工方便,經濟性好等優(yōu)點,在多高層建筑中得到了越來越廣泛的應用。目前,方鋼管混凝土柱-鋼梁連接節(jié)點主要有內隔板式、外加強環(huán)式及隔板貫通式節(jié)點,這些節(jié)點的構造復雜,施工不便。穿芯高強螺栓-端板節(jié)點構造簡單、施工方便,現(xiàn)場安裝精度高,是一種具有良好力學性能的新型節(jié)點。本文在試驗研究的基礎上，采用數(shù)值計算與理論分析相結合的方法,深入研究了采用穿芯高強螺栓-端板節(jié)點的方鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的抗震性能。

2、主要內容包括:
　　1.進行了3榀采用穿芯高強螺栓-端板節(jié)點的方鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的低周往復荷載試驗。考察了軸壓比和梁柱線剛度比對鋼管混凝土框架抗震性能的影響。結果表明:框架具有良好的滯回性能、延性和耗能能力;增大軸壓比將降低框架的延性和水平極限承載力,提高框架的耗能能力;增大梁柱線剛度比將降低框架的延性和耗能能力,提高框架的水平極限承載力;試件破壞機制為典型的“梁鉸”破壞機制,滿足我國《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011

3、-2010)中“強柱弱梁,強節(jié)點弱構件”的設計要求。
　　2.利用非線性有限元軟件ABAQUS6.10對試驗框架進行了精細化數(shù)值模擬。數(shù)值分析結果與試驗結果吻合較好,具有較好的精度,可用于方鋼管混凝土框架的分析。基于數(shù)值分析結果,剖析了框架梁柱連接節(jié)點、柱腳等關鍵受力部位的應力發(fā)展過程,明確了框架的受力機理和破壞機制。
　　3.利用非線性有限元軟件,對影響方鋼管混凝土平面框架受力性能的參數(shù)進行了數(shù)值分析。研究了軸壓比、梁柱線

4、剛度比、截面含鋼率、鋼材屈服強度、長細比和高強螺栓預拉力等對方鋼管混凝土平面框架力學性能的影響。
　　4.結合試驗研究與數(shù)值分析結果,分析了軸壓比和梁柱線剛度比對框架受力機理的影響;在明確了鋼管混凝土框架的破壞機制后,對方鋼管混凝土框架進行了二階彈性分析,提出了適用于穿芯高強螺栓-端板節(jié)點的方鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的三折線型簡化骨架曲線模型,并根據(jù)相應的滯回規(guī)則得到了單層單跨方鋼管混凝土框架的恢復力模型,可為工程應用提供參考。