鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻與鋼梁節(jié)點抗震性能研究(1)

1、鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻與鋼梁節(jié)點抗震性能研究1r、l●●』■■●量tesearcllonselsmlcDerlormanCe0Iconnectionsbetweenbundledlippedchannelconcrete(BLCC)compositewallandsteelbeam學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工研究生：李杰指導(dǎo)教師：李硯波陳志華程副教授教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一五年十二月摘要我國現(xiàn)有的鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，鋼板剪力墻僅作為抗側(cè)力構(gòu)件

2、，兩側(cè)設(shè)置邊緣構(gòu)件，節(jié)點多為梁柱節(jié)點，矩形鋼管混凝土梁柱節(jié)點對于本文節(jié)點研究有一部分的借鑒意義，國內(nèi)普遍使用的鋼管混凝土柱一鋼梁連接節(jié)點包括以下幾種：內(nèi)隔板式節(jié)點，外肋環(huán)板節(jié)點，外環(huán)板式節(jié)點，隔板貫通式節(jié)點。基于鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻體系中，不再設(shè)置邊緣構(gòu)件，鋼梁節(jié)點直接與墻體相連，我國學(xué)者對鋼板剪力墻與鋼梁的連接節(jié)點幾乎少有研究。從構(gòu)造簡單，受力明確、施工高效等方面考慮，設(shè)計了兩種類型的節(jié)點進行研究。為了解墻梁節(jié)點的傳力、抗震等性能，通

3、過鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻墻梁節(jié)點的抗震特性試驗研究，為未來結(jié)構(gòu)計算提供試驗數(shù)據(jù)參考?；阡摴苁M合結(jié)構(gòu)剪力墻的研究，對鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻的墻梁節(jié)點進行了抗震性能試驗研究，對兩種構(gòu)造形式的四組足尺墻梁節(jié)點構(gòu)件進行了低周往復(fù)荷載試驗，分析了每個構(gòu)件的破壞過程和破壞機理，進而對節(jié)點的承載能力、剛度退化、延展性和能量耗散能力等抗震性能參數(shù)進行了研究和分析。試驗結(jié)果表明，肋板型節(jié)點將塑性鉸的產(chǎn)生區(qū)域以及梁的區(qū)部屈曲移至肋板末端，可見肋板長度影響塑

4、性鉸外移位置，屈服區(qū)域避開了墻梁交界處，改善了節(jié)點核心區(qū)的受力性能，有效的避免了節(jié)點過早的在翼緣焊縫區(qū)域產(chǎn)生破壞，使得肋板型節(jié)點具有更高的耗能能力和延展性；從端板型節(jié)點的破壞模式來看，破壞源自于翼緣的焊縫區(qū)域會出現(xiàn)應(yīng)力集中，焊縫質(zhì)量是此類節(jié)點的性能保證的關(guān)鍵因素之一。四組試驗兩種類型的節(jié)點具有較好的抗震性能，在往復(fù)荷載的作用下表現(xiàn)出較好的延性以及耗能性能，四組試件均出現(xiàn)不同程度的塑性鉸，基本符合強節(jié)點弱構(gòu)件的規(guī)范要求。使用了ABAQUS

5、有限元軟件，根據(jù)試驗構(gòu)件的實際尺寸建立了實體單元模型，對墻梁節(jié)點進行了抗震性能分析，并與試驗結(jié)果進行了對比分析。通過對節(jié)點區(qū)域的有限元分析，揭示了節(jié)點域肋板、端板、墻體、梁翼緣腹板處的應(yīng)力分布規(guī)律，驗證了鋼管束組合結(jié)構(gòu)剪力墻中肋板型墻梁節(jié)點、端板型墻梁節(jié)點的屈服機制。通過比較有限元結(jié)果與實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)節(jié)點實驗應(yīng)力分布與有限元計算應(yīng)力分布趨勢一致，有限元模擬的應(yīng)力變化規(guī)律與試驗擬合較好，有限元模擬出現(xiàn)較大應(yīng)力處與試驗破壞位置基本一致。有限