钢-混凝土组合结构变截面加腋梁柱节点的力学性能研究

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梁-柱节点是钢结构和组合结构中的重要组成部分,传统的刚性连接在实际地震作用下表现出不同程度的脆性破坏现象,为解决此问题人们做了大量研究,提出了如梁端焊接加强板及梁截面削弱等迫使塑性铰外移的节点设计方式。虽然按上述方式设计的节点在试验研究中均表现出优秀的延性耗能性能,但它们在构造和制作工艺上存在一定的复杂性。本文拓宽思路,设计了一种构造较简单的变截面式加腋梁柱节点,该种节点的主要特点是:在梁端一定区域内通过变截面的方式构成竖向的腋式加强区,通过提高梁端一定区域内的截面高度,减少梁端部应力,从而达到塑性铰外移的目的。该节点与通常的加强型节点的区别在于,减少了梁上部或下部焊接附加加强板的工艺,节点形式简洁,构造简单。本文通过试验研究并结合有限元分析的方式,对该种节点的力学性能作出评估,为该节点在今后的研究以及工程实际中的应用提供参考数据。本文主要内容如下: (1)通过4个变截面式加腋梁柱节点缩尺模型的拟静力试验,初步了解该节点在重复荷载作用下的力学性能。 (2)分析试验现象,总结了试件在重复荷载作用下的主要破坏形态。 (3)通过对试件荷载.位移曲线和骨架曲线的研究,分析了该种节点的延性及耗能性能。 (4)分析该节点应变变化规律及关键截面的塑性发展情况。 (5)进行了该节点的非线性有限元分析,通过对5个不同参数的梁柱节点的计算数据进行分析,弥补试验分析的不足,进一步剖析该节点的破坏形态及抗震性能。 限于各种原因,本文在该种梁柱节点抗震性能的定量分析方面尚不够深入,有待日后的研究加以完善。
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