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方钢管混凝土柱—H型钢梁柱壁加厚型节点抗震性能研究

张晓凡  
【摘要】:与混凝土结构相比,钢结构产业化住宅在工厂加工、建筑施工中能极大的降低环境污染,节能减排、缩短施工工期、节省人力,在建筑业发展中显得越来越重要。在多高层钢结构住宅中,框架柱往往采用钢管混凝土柱,内隔板式和隔板贯通式节点显得略有不足,施工麻烦且内部混凝土难以振捣密实,出现问题难以补救。外环板式节点由于隔板露出钢柱边缘较多,在后期装修期间很难处理,故在住宅中应用没有隔板式节点广泛。外套筒式节点在工厂加工、工地施工阶段对精度要求都很高,且需要进行塞焊等难度较大施工工艺,故应用范围有限。本文提出方钢管混凝土柱—H型钢梁节点域柱壁加厚型连接节点,并通过对节点拟静力试验及有限元分析,研究此类新型节点的抗震性能和破坏机理,研究工作主要如下:设计并制作了4个节点域柱壁加厚型梁柱节点试件,在同等的试验条件下对所有试件进行低周反复荷载试验,研究节点域柱壁厚度的变化对节点抗震性能的影响。在试验过程中,仔细观察每个试件所产生的试验现象,并作相应的试验记录。分析其破坏过程和破坏模式,通过试验数据进一步得出滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线以及节点核心区剪切角曲线等,分析节点域柱壁厚度对节点的承载力、延性、刚度以及耗能能力等抗震性能的影响;对节点区域所布置的应变片得到的数据进行分析,得出梁、柱不同位置应变值的变化,得到节点域受力机理,验证柱壁加强区域高度的合理值。通过ABAQUS有限元软件对所有试件进行有限元软件分析,进一步验证此类新型节点的抗震性能。通过有限元软件对此类节点进行参数化分析,得出在不同钢柱截面、轴压比、柱壁厚度的情况下,对节点承载力和延性的影响,为后续此类节点的研究提供参考。


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