【摘 要】
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部分包裹混凝土(PEC)柱—型钢梁组合结构,结构形式独特,其力学、防火及抗震性能明显优于相同截面尺寸的纯钢结构和钢筋混凝土结构。顶底角钢连接作为一种半刚性连接形式,因其施工
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部分包裹混凝土(PEC)柱—型钢梁组合结构,结构形式独特,其力学、防火及抗震性能明显优于相同截面尺寸的纯钢结构和钢筋混凝土结构。顶底角钢连接作为一种半刚性连接形式,因其施工便捷而得到广泛关注。但是,国内研究起步较晚,对于PEC柱—型钢梁顶底角钢连接节点的抗震性能未做充分应用研究,同时对其传力机理及设计方法并未做详细说明,故而有必要开展PEC柱—型钢梁顶底角钢连接节点的抗震性能试验,弥补当前国内研究的空缺。 本文将角钢厚度及腹板角钢设置与否作为研究变量设计制作了四榀框架试件,旨在分析这两个因素对其抗震性能的影响。试验过程中对试件施加低周反复荷载,分析试件的传力机制及整体的抗震性能指标。结果表明:角钢厚度的变化及腹板角钢的存在,能够影响试验试件的初始刚度及承载能力,角钢厚度由16mm增大到18mm时,试件的初始刚度提高了7.8%,当角钢厚度由18mm增大到20mm时,试件初始刚度有了更大幅度的提高,增量为13.5%;相比而言,腹板角钢的存在能更显著的提高试件的初始刚度,试验试件KJ-3较试件KJ-4初始刚度提高了21.6%,对应的极限承载力也有一定程度的提高。虽然随角钢厚度的增大,试件延性系数有所下降,但是综合而言,各试件具有良好的整体变形能力,延性系数稳定在3.0以上。 借助有限元分析软件ABAQUS,模拟试验试件,试验与模拟结果显示二者的承载力及位移对应误差最大为13.6%及13.1%,表明模拟模型具有一定的可信度。在此模拟模型的基础上,分析了轴压比对模型试件的影响。同时借助有限元模型简化了此种节点连接的受力模型,分析了节点的传力机理,并提出了适合此种连接节点形式的抗剪验算公式。
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