内圆外方复式钢管混凝土柱-组合梁节点抗震性能研究

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复式钢管混凝土柱具有普通钢管混凝土柱承载力高、塑性延性好、耐火性能好及施工方便等优点,同时又兼具整洁美观、构造简便的特点,适合在工程中广泛应用。复式钢管混凝土柱节点作为框架结构的传力枢纽,已经有相关学者对此进行相关试验研究,表明该种新型节点具有良好的力学性能。在目前的节点抗震性能研究中,钢筋混凝土楼板对钢管混凝土柱-梁节点在往复荷载作用下的力学性能的影响研究较少。因此,有必要对带楼板的钢管混凝土节点进行研究,分析其节点设计方法和抗震性能。综合目前的研究现状,本文设计一种新型节点,即内圆外方复式钢管混凝土柱-组合梁节点,对其进行低周往复荷载加载试验,同时采取有限元分析验证的方法,对该新型节点进行深入研究。本文的主要内容和成果如下:(1)本文试验制作了4个内圆外方复式钢管混凝土柱-组合梁节点试件和1个内圆外方复式钢管混凝土柱-纯钢梁节点试件,对该节点试件进行了恒定轴压比下的低周往复荷载试验研究,并分析了该节点的破坏现象和破坏特征。(2)对该节点的抗震性能进行研究,分析了该新型节点的滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、强度退化和刚度退化,结果表明:该节点滞回曲线比较饱满,具有良好的耗能能力和延性性能,节点强度和刚度退化稳定。(3)采用有限元软件ABAQUS对该新型节点进行非线性有限元分析,将数值模拟得到节点试件的骨架曲线及节点的破坏形态与试验结果对比分析,吻合良好,验证了有限元模型的正确性。根据数值模拟结果,对节点应力进行分析,明确节点的传力机制。同时对该节点进行参数分析,研究了轴压比和混凝土强度对该节点抗震性能的影响。
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