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方钢管混凝土柱—H型钢梁柱壁加强型节点的抗震性能研究

董丽娟  
【摘要】:钢管混凝土结构作为钢结构住宅中常用的结构形式,有着诸多的优点,大力发展钢管混凝土结构对住宅产业化有着巨大的推动作用。纵观古今,现有钢管混凝土柱—H型钢梁节点形式虽多但大多构造复杂,常用隔板式节点形式仍然具有一定局限性,对施工和建筑结构设计带来较多的不便。在此基础上,本文提出一种受力明确,构造简单,施工方便的新型无内隔板节点:钢管混凝土柱—H型钢梁柱壁加强型节点。对四个钢管混凝土柱—H型钢梁柱壁加强型节点及两个空钢管柱—H型钢梁柱壁加强型节点试件进行了拟静力试验,改变因素为钢管柱截面尺寸及柱内是否填充混凝土。通过试验得出各试件的荷载—位移曲线及应变、位移数据,在此基础上得到新型节点的骨架曲线、刚度退化曲线以节点核心剪切角等,分析节点承载力及抗震性能相关指标,分析改变参数对节点抗震性能的具体影响。通过应变数据分析获得节点域受力机制以及验证节点区域柱壁局部加厚尺寸的合理性。根据相关规范对采用的节点连接方式的合理性进行验证。在前人研究的基础上,结合试验现象,对节点受力机理进行分析,运用平衡方程、塑性铰线理论及虚功原理等,推导得到新型节点考虑轴压比情况下柱翼缘受拉屈服承载力公式,进一步得到节点抗弯屈服承载力公式,并与试验结果进行了比较与分析。总结节点抗剪承载力相关研究成果,结合试验情况,提出节点抗剪承载力设计相关建议。对六个试验试件建立ABAQUS有限元模型,将模拟结果与试验结果进行对比,验证试验。之后,在原有模型的基础上,改变部分模型的参数,探究轴压比、节点区柱壁厚度及加劲肋对节点承载能力的影响,补充试验研究内容。


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