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方钢管混凝土异形柱与钢梁节点抗震性能研究及有限元分析

葛广全  
【摘要】:本文主要研究了方钢管混凝土异形柱与钢梁节点在低周反复荷载作用下的抗震性能。试验设计4个(2个L形,2个T形)刚性连接的方钢管混凝土异形柱与钢梁节点试件,在固定轴压比的条件下,通过低周反复加载试验,对方钢管混凝土异形柱与钢梁节点的承载能力、滞回性能、应变分布、耗能能力及剪切变形性能进行了研究。分析了方钢管混凝土异形柱-钢梁节点的破坏模式,提出了其剪切破坏机理;通过对方钢管混凝土异形柱-钢梁节点核心域应变检测结果的分析,结合其受剪破坏机理的分析结果提出了方钢管混凝土异形柱与钢梁节点核心区抗剪承载力计算公式。 利用ABAQUS有限元结构分析软件对方钢管混凝土异形柱与钢梁节点试验试件的受力性能进行了非线性有限元模拟分析,并与试验结果进行比较。结果表明,有限元模拟结果与试验结果能够较好的吻合,在此基础上对试验试件在不同肢高肢厚比及轴压比下的性能进行了有限元模拟分析,进而能够对节点抗剪承载力公式中轴压比影响系数进行了详细的分析研究,结果表明:增加肢高肢厚比可以大幅度提高此类节点极限承载力;轴压比只能在一定程度上提高此类节点抗剪承载力,较高的轴压比反而会对节点抗剪承载力有减弱作用。根据分析结果,提出了方钢管混凝土异形柱与钢梁节点抗剪承载力计算公式中轴压比影响系数取值规律。 研究成果能够为刚性连接的方钢管混凝土异形柱与钢梁框架节点的抗震设计及试验研究提供参考,从而为此类节点的进一步研究打下良好的基础。


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