方鋼管混凝土柱-H型鋼梁全螺栓連接隔板貫通節(jié)點(diǎn)抗震性能研究.pdf

1、我國主要運(yùn)用的矩形鋼管混凝土柱—鋼梁連接節(jié)點(diǎn)包括以下四種:內(nèi)隔板式連接,外環(huán)板式連接,外肋環(huán)板式連接,隔板貫通式連接,且均為栓焊混接節(jié)點(diǎn)。而從1994年美國北嶺地震和1995年日本阪神地震的震害情況來看,鋼結(jié)構(gòu)栓焊混接節(jié)點(diǎn)的破壞情況十分嚴(yán)重,對破壞的連接所作的調(diào)查表明,焊縫容易存在質(zhì)量缺陷,且裂縫多起始于下翼緣焊縫處,該處的下翼緣焊縫是中斷的,不易進(jìn)行超聲波檢查。針對目前工程中存在的不足,國內(nèi)外學(xué)者提出了大量的螺栓連接節(jié)點(diǎn),比較常用的有

2、端板螺栓連接、角鋼螺栓連接、穿芯式螺栓連接、蓋板式螺栓連接等等。本文在總結(jié)以上節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)新性的采用了全螺栓連接的隔板貫通式節(jié)點(diǎn),我國相關(guān)規(guī)范中尚未提出全螺栓連接的隔板貫通式節(jié)點(diǎn)的相關(guān)技術(shù)指導(dǎo),國內(nèi)對該種節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造及性能的研究幾近空白。為了解全螺栓連接節(jié)點(diǎn)的受力、抗震等性能,本文進(jìn)行鋼管混凝土柱-鋼梁全螺栓連接節(jié)點(diǎn)的抗震性能試驗(yàn)和有限元研究,為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供充分的參考依據(jù)。
　　為了研究方鋼管混凝土柱與H型鋼梁全螺栓連接的隔板貫通

3、式節(jié)點(diǎn)的抗震性能,對6個(gè)足尺節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行了低周反復(fù)荷載試驗(yàn),分析了各試件的破壞過程及特征,并對節(jié)點(diǎn)的承載力、延性、耗能能力和剛度退化等抗震性能指標(biāo)進(jìn)行了深入的研究與分析。結(jié)果表明,全螺栓連接隔板貫通節(jié)點(diǎn)在允許螺栓滑移的情況下表現(xiàn)出較強(qiáng)的延性,較好的耗能能力;偏心節(jié)點(diǎn)及焊接型節(jié)點(diǎn)運(yùn)用在實(shí)際工程中安全、可靠并且非常經(jīng)濟(jì);該節(jié)點(diǎn)塑性鉸出現(xiàn)在外伸隔板最外端處鋼梁翼緣,達(dá)到塑性鉸外移的設(shè)計(jì)目的;節(jié)點(diǎn)域剪切變形非常小,實(shí)現(xiàn)了―強(qiáng)柱弱梁‖、―強(qiáng)節(jié)點(diǎn),

4、弱構(gòu)件‖的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則。
　　采用ABAQUS有限元軟件,建立了實(shí)體單元模型,分析了該節(jié)點(diǎn)抗震性能。分析表明,節(jié)點(diǎn)梁柱連接安全可靠,各連接部位均發(fā)揮較好的受力性能,節(jié)點(diǎn)受力較大部位為外伸隔板根部和外伸隔板端部處翼緣,塑性鉸最終出現(xiàn)在外伸隔板最外端處鋼梁翼緣,達(dá)到塑性鉸外移的設(shè)計(jì)目的;節(jié)點(diǎn)在荷載作用下,不同位置處高強(qiáng)螺栓受力并不相等,甚至同一高強(qiáng)螺栓在隔板處和翼緣處受力也不相等;運(yùn)用非線性有限元模型能較好的模擬出全螺栓連接隔板貫