穿芯高強(qiáng)螺栓—端板節(jié)點(diǎn)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(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn),在多高層建筑中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前,方鋼管混凝土柱-鋼梁連接節(jié)點(diǎn)主要有內(nèi)隔板式、外加強(qiáng)環(huán)式及隔板貫通式節(jié)點(diǎn),這些節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造復(fù)雜,施工不便。穿芯高強(qiáng)螺栓-端板節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便,現(xiàn)場(chǎng)安裝精度高,是一種具有良好力學(xué)性能的新型節(jié)點(diǎn)。本文在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值計(jì)算與理論分析相結(jié)合的方法,深入研究了采用穿芯高強(qiáng)螺栓-端板節(jié)點(diǎn)的方鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的抗震性能。

2、主要內(nèi)容包括:
　　1.進(jìn)行了3榀采用穿芯高強(qiáng)螺栓-端板節(jié)點(diǎn)的方鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的低周往復(fù)荷載試驗(yàn)?？疾炝溯S壓比和梁柱線剛度比對(duì)鋼管混凝土框架抗震性能的影響。結(jié)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(jī)制為典型的“梁鉸”破壞機(jī)制,滿足我國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011

3、-2010)中“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)要求。
　　2.利用非線性有限元軟件ABAQUS6.10對(duì)試驗(yàn)框架進(jìn)行了精細(xì)化數(shù)值模擬。數(shù)值分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)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?；跀?shù)值分析結(jié)果,剖析了框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)、柱腳等關(guān)鍵受力部位的應(yīng)力發(fā)展過(guò)程,明確了框架的受力機(jī)理和破壞機(jī)制。
　　3.利用非線性有限元軟件,對(duì)影響方鋼管混凝土平面框架受力性能的參數(shù)進(jìn)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(qiáng)度、長(zhǎng)細(xì)比和高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力等對(duì)方鋼管混凝土平面框架力學(xué)性能的影響。
　　4.結(jié)合試驗(yàn)研究與數(shù)值分析結(jié)果,分析了軸壓比和梁柱線剛度比對(duì)框架受力機(jī)理的影響;在明確了鋼管混凝土框架的破壞機(jī)制后,對(duì)方鋼管混凝土框架進(jìn)行了二階彈性分析,提出了適用于穿芯高強(qiáng)螺栓-端板節(jié)點(diǎn)的方鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的三折線型簡(jiǎn)化骨架曲線模型,并根據(jù)相應(yīng)的滯回規(guī)則得到了單層單跨方鋼管混凝土框架的恢復(fù)力模型,可為工程應(yīng)用提供參考。