方鋼管混凝土柱—鋼梁剛性節(jié)點抗震性能研究.pdf

1、方鋼管混凝土柱鋼框架結(jié)構具有承載力高、延性好、抗震性能優(yōu)越、耐火性強、施工方便等優(yōu)點，成為住宅鋼結(jié)構發(fā)展的一個主要方向。梁柱連接節(jié)點是保證結(jié)構安全可靠的基礎，目前鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點的研究都是針對焊接方鋼管，而對冷成型方鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點研究很少。
　　 本文根據(jù)多層建筑中采用冷成型方鋼管柱的特點，研究了方鋼管混凝土柱－鋼梁豎向加勁板式節(jié)點的靜動力性能。采用有限元軟件ANSYS對豎向加勁板式節(jié)點建立三維實體模型，分析了豎向

2、加勁板式節(jié)點在不同材料本構關系下的抗震性能，并同已有的試驗結(jié)果進行比較。通過對14個不同參數(shù)的豎向加勁板式足尺節(jié)點模型的非線性有限元分析，探討了豎向加勁板的長度、高度、梁翼緣斜率、軸壓比、混凝土強度等級對節(jié)點性能的影響。通過對未設內(nèi)隔板的方鋼管混凝土柱－鋼梁一般狗骨式節(jié)點有限元分析，提出了方鋼管混凝土柱－鋼梁翼緣加強型狗骨式節(jié)點，并對此進行單調(diào)和低周反復荷載下的非線性有限元分析。
　　 有限元分析結(jié)果表明，采用雙折線和雙斜線模型

3、會過高估計節(jié)點承載力和延性，三種約束混凝土本構關系模型對節(jié)點承載力和延性影響較小。豎向加勁板式節(jié)點具有良好的延性和耗能能力，節(jié)點的塑性鉸出現(xiàn)在梁翼緣變截面最窄處，節(jié)點最終因梁變截面附近受壓翼緣發(fā)生局部屈曲而破壞。鋼管中混凝土的裂縫主要集中在豎向加勁板兩邊，混凝土的破壞和裂縫的開展呈現(xiàn)良好的對稱性。節(jié)點域剪力由鋼管壁和核心區(qū)的混凝土共同承擔，節(jié)點核心區(qū)混凝土應力較大的區(qū)域呈傾斜的帶狀分布，符合斜壓桿受力機制。當鋼梁翼緣與方鋼管不焊時，節(jié)點

4、初始剛度和承載力下降明顯，但延性提高。
　　 對梁翼緣變截面在加勁板內(nèi)的節(jié)點，建議梁翼緣變截面斜率(ctgα)取3～4，加勁板的長度和高度對節(jié)點的承載力、延性的影響明顯。對梁翼緣變截面在加勁板外的節(jié)點，相同加勁板長度和高度時，梁翼緣有斜率比無斜率承載力大；相同加勁板長度和高度時，梁翼緣變截面在加勁板外節(jié)點比變截面在加勁板內(nèi)的節(jié)點承載力大。隨著軸壓比的增大，節(jié)點極限承載力、耗能能力和延性都會下降，混凝土強度的變化對節(jié)點極限承載力、