侧板连接T形钢管混凝土柱—钢梁节点抗震性能试验研究

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伴随着建筑工业化的不断发展,人们对于追求建筑空间利用的高效化、极致化的目标更加明确,异形钢筋混凝土结构柱棱不突出墙面,能满足人们对建筑空间使用的要求,但抗震性能较差,使得其在建筑结构中局限性也越来越明显,为了满足人们对于建筑形式多样化的追求,学者们提出了异形钢管混凝土结构。作为一种新型的建筑结构形式,它能够充分利用钢材与混凝土两种材料的特性,满足结构设计要求的合理性以及观赏性,同时施工方便、节约建设成本,被广泛的应用于实际工程中。通过研究发现,梁柱节点作为结构的传力枢纽,是建筑结构设计中的重点,节点的连接质量对于结构整体的稳定性以及抗震性能十分重要。因此,本文设计了一种侧板连接T形钢管混凝土柱-钢梁节点,通过试验研究侧板连接T形钢管混凝土柱-钢梁节点在低周往复荷载作用下节点设计的合理性以及抗震性能。主要研究内容如下:(1)以有无侧板、侧板连接长度、轴压比和有无约束拉杆为主要参数,根据相关规范、规程的要求,设计并制作了7个T形钢管混凝土柱-钢梁节点试件,通过拟静力加载试验,对侧板连接T形钢管混凝土柱-钢梁节点的各项抗震性能指标进行分析。结果表明:带侧板连接的节点试件荷载-位移滞回曲线都比较饱满,没有明显的捏缩现象,说明该节点形式具有良好的抗震性能;带侧板的试件与不带侧板的试件相比荷载-位移滞回曲线更加饱满,且极限承载力也较大,各项抗震性能指标都较好;侧板长度得到增加的试件,在加载后期,试件的极限承载力较大,试件在后期的变形能力和耗能能力也得到了加强;增加轴压比能够提高试件的极限承载力,但在加载后期试件的刚度与强度退化比较明显;而通过在节点核心区设置约束拉杆的方式来研究其对试件的抗震性能的影响时发现,约束拉杆对试件整体性能的提高并不明显。(2)通过观察7个试件最终的破坏模式可以发现,带侧板的试件最终破坏时都是发生在梁柱连接处的钢梁上下翼缘处,其余位置基本上没有发生变化,因此,试件的破坏属于典型的梁铰破坏,符合结构设计中所要求的“强柱弱梁”。(3)通过对本试验中的试验数据进行综合分析,将得到的骨架曲线模型和试件的刚度退化规律相结合,利用三折线模型建立了侧板连接T形钢管混凝土柱-钢梁节点的恢复力模型,为接下来更加深入的进行该节点形式的抗震性能研究打下了基础。
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