芯钢管连接的方钢管混凝土中节点低周反复荷载试验研究

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论文以陕西省自然科学基础研究计划项目(2006E208)《高层组合结构体系抗震关键技术研究》为依托,对一种芯钢管连接的方钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁框架中节点在低周反复荷载作用下的受力性能进行试验研究。该种新型节点突破了传统节点的模式,具有整体性好、刚度强、传力可靠和构造相对简单等优点。该节点在静力荷载作用下的可行性及受力性能已有一些试验研究,但在水平地震作用下的可行性及受力性能的研究尚未进行。本文是这种新型节点系列研究的一部分,首次将该节点应用于方钢管混凝土柱,研究其在模拟水平地震作用下的受力全过程、破坏形态和抗震性能。本文设计了2个中节点缩尺模型试件。通过试验,考察了节点的破坏形态、滞回性能、承载能力、位移变形、刚度退化、耗能性能和位移延性特征。试验证明,节点在水平地震作用下,表现出良好的抗震性能,节点构造合理、安全可靠。试件破坏是由梁的破坏引起,节点核心区与柱未屈服,仍有很大承载力,满足“强节点、弱构件”和“强柱弱梁”的节点设计原则,满足抗震设计要求。加载时两个试件采用不同的轴压比,试验表明,在一定轴压比范围内,随着轴压比的提高,节点试件的滞回曲线趋于饱满,承载能力有所增强,但位移变形、能量耗散和位移延性有微弱的下降。根据叠加原理,给出了节点受剪和受弯承载力计算公式和验算方法。从计算得出,节点具有很高的抗弯和抗剪承载力;最后,给出了应用于实际工程中节点连接型式的构造设计和施工要点。
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