钢管混凝土格构柱—组合箱梁节点抗震性能研究

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近年来,巨型组合结构体系有着不同于其他巨型结构体系的独特优势,使其适应了现代建筑的发展要求。组合节点的设计和计算对巨型组合结构体系的抗震性能起着至关重要的作用,而目前国内外对节点抗震性能的试验研究和理论研究严重滞后于工程实践,尤其是在巨型组合结构节点研究的领域。为此,本文对巨型组合结构体系中的钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点进行了试验研究和理论分析。具体的研究内容如下:(1)本文提出并设计了三种不同连接构造的钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点,三种连接构造分别为单肢斜撑、交叉斜撑和横隔板。对节点进行低周往复荷载试验,得出节点的荷载-位移滞回曲线,并详细分析了不同连接构造对节点的骨架曲线、承载力、延性、刚度退化、强度退化、耗能能力等抗震性能指标的影响。(2)本文采用有限元分析软件ABAQUS,选用合适的材料本构关系,建立了钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点的有限元模型,进行了节点的荷载-位移全过程分析,并与节点试验结果进行了对比分析,验证了有限元模型的正确性,对节点的连接构造的选择及尺寸进行了相应的优化分析。(3)针对不同的连接构造形式,探讨了相应钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点的抗剪机理及破坏形式,并在此理论基础上推导了不同连接构造节点的抗剪承载力计算方法。根据抗剪承载力公式,对试验中的3种节点进行了抗剪承载力的计算与校核,验证了节点抗剪承载力公式的可靠性。
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