方钢管混凝土柱—H型钢梁柱壁加厚型节点抗震性能研究

发布时间：2020-06-09 09:02

【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。
【图文】：

试件,钢管柱,柱壁

300×10 20 340×250×9×14 0.15 加工试验构件计算确定后，绘制设计图纸，交由安徽鸿路钢结构（司负责采买、加工。由于此次试验的研究重点在于探究节点域震性能的影响，为了较为精确控制每个钢管柱壁厚的度，同时情况及试验周期限制，此次试验钢管柱均为钢板拼接而成，每设计值的误差均符合要求，且钢板拼接焊缝均采取了加强处理柱壁加厚钢管柱、下节柱采用对接焊缝连接，钢梁采用成品轧制栓焊连接，钢梁翼缘直接通过坡口焊与柱壁连接；腹板的连接柱壁上，再通过摩擦型高强螺栓与钢梁腹板连接。高强螺栓在梁柱拼接完成后浇筑 C35 自密实混凝土，养护 28d。工厂加工

图片,加载,梁端位移,柱壁

图 2. 3 试验现场图片Fig 2.3 Test setup photograph度筑抗震试验规程》[23]（JGJ101-96），梁端加载采用力梁或柱壁屈服前，，梁端位移与荷载变形协调，应力应梁翼缘或柱壁达到屈服后，梁端位移与荷载不再协调静力加载方式为荷载—位移双控制的方法，首先在加性并进行预加载，在荷载加载阶段采用分级加载方式件进入屈服阶段后调整为位移加载方式，按照Δy、1y、3.5Δy、4.0Δy……进行加载，每级位移加载循环两化，最多只能达到极限荷载的 85%时，认为构件发生示为本次试验的加载制度。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU398.9

【参考文献】