【摘 要】
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近年来,我国致力于推进建筑工业化的脚步与进程,梁柱连接节点的模块化,是装配式结构发展中非常重要的一环。节点的模块化,可以预制装配式梁、预制装配式柱的连接部位外移,进一步增加施工效率。针对波纹侧板-方钢管混凝土组合柱,本课题组提出了一种用于连接波纹侧板-方钢管混凝土组合柱与H型钢梁的节点。在此基础上基于节点模块化思想,本文提出了四种新型模块化连接节点,四个节点均已得到发明专利的授权。其中,MJ-A为
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近年来,我国致力于推进建筑工业化的脚步与进程,梁柱连接节点的模块化,是装配式结构发展中非常重要的一环。节点的模块化,可以预制装配式梁、预制装配式柱的连接部位外移,进一步增加施工效率。针对波纹侧板-方钢管混凝土组合柱,本课题组提出了一种用于连接波纹侧板-方钢管混凝土组合柱与H型钢梁的节点。在此基础上基于节点模块化思想,本文提出了四种新型模块化连接节点,四个节点均已得到发明专利的授权。其中,MJ-A为全螺栓连接节点,通过长螺栓孔提升其耗能能力;MJ-B也为全螺栓连接,通过削弱连接部件,实现震后可更换的效果;MJ-C为螺栓焊接混合连接,通过焊接使节点整体性更好;节点MJ-D为节点MJ-C的优化方案,在焊接处设置加强板。课题组开展了两类波纹钢板节点的拟静力试验与ABAQUS有限元软件下的数值模拟,将试验结果与数值模拟结果得到的破坏模态、抗震指标进行对比,以验证有限元模拟的有效性。通过有限元软件ABAQUS对本文的四种新型模块化节点MJ-A、MJ-B、MJ-C、MJD分别建立对应的数值模型,进行了低周往复加载下的数值模拟,以研究四类节点的抗震性能以及耗能能力,结果表明:由于MJ-A、MJ-B节点具有更高的能量耗散能力;MJC、MJ-D节点具有更高的延性以及承载能力。MJ-D节点核心区由连接钢板、方钢管、连接螺栓以及混凝土四个部分组成,结合模型在承载能力极限状态下的应力应变云图,通过有限元软件对节点核心区受剪机理进行分析,结果表明,螺栓对节点的抗剪能力贡献较强,钢管以及管内混凝土参与受剪但是贡献有限,连接钢板可以传递剪力但是对承载力影响较小。并以节点核心区受力机理为依据,选取轴压比、混凝土强度、钢材强度、钢管厚度、螺栓强度以及螺栓数量六个参数,建立了六个系列共17个有限元模型进行对比分析,探究节点各组成部分对承载能力的影响。分析对比MJ-D节点在单向加载中达到极限承载力时的受力状态,选取合适的节点受力机理模型,通过理论推导提出节点核心区抗剪承载能力计算公式,将有限元模拟结果与公式计算结果进行对比,所得结果均能较好吻合,为工程应用提供了依据。
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