【摘 要】
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因建筑空间限制和使用功能要求,常规钢管混凝土柱节点无法很好满足特定需要,钢管混凝土柱-不等高钢梁异型节点得以发挥重要作用。目前很多学者对钢管混凝土柱常规节点进行了广泛研究,但对方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点的研究很少,尤其是涉及此类非常规节点的破坏机理分析则更少。本文基于已有试验,通过有限元模拟和理论分析,对方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点进行了抗剪力学性能研究,并对节点设计提出合理建议。主
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因建筑空间限制和使用功能要求,常规钢管混凝土柱节点无法很好满足特定需要,钢管混凝土柱-不等高钢梁异型节点得以发挥重要作用。目前很多学者对钢管混凝土柱常规节点进行了广泛研究,但对方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点的研究很少,尤其是涉及此类非常规节点的破坏机理分析则更少。本文基于已有试验,通过有限元模拟和理论分析,对方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点进行了抗剪力学性能研究,并对节点设计提出合理建议。主要研究工作如下:
1、建立了方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点有限元模型。采用有限元软件ABAQUS6.14对节点在低周往复水平荷载作用下的抗震性能进行数值模拟分析,通过对比模拟滞回曲线、骨架曲线及应力云图,发现模拟计算结果与试验测试结果吻合较好,其破坏模式与试验描述基本相同,进而验证了有限元模型的可靠性。基于试验与有限元模拟,对节点传力机制与破坏机理进行深入分析,并研究了左右梁高比、轴压比、钢管屈服强度及核心混凝土强度4个关键参数对节点抗震性能的影响规律,为后续理论分析提供重要依据。
2、建立了方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点抗剪承载力计算公式。在试验研究的基础上,结合有限元分析,发现节点域破坏模式主要为上核心区的剪切斜压破坏,进而建立了方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点核心区抗剪理论模型,提出了核心区钢管腹板、核心区混凝土主斜压杆、核心区混凝土约束斜压杆三部分协同受力的节点核心区抗剪承载力计算方法,比较了基于不同抗剪模型建立的抗剪承载力计算值与试验值及有限元模拟值的差异性,验证了节点传力机理和承载力计算公式的正确性。
3、提出了方钢管混凝土柱-不等高钢梁框架节点设计及构造建议。基于试验现象与有限元分析结果,参考相关研究和现行规范规程对常规节点的设计要求,完善两侧梁高不等的异型节点设计,对其提出合理抗震设计和构造措施建议,从而为后续工程实际应用提供参考依据。
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