方钢管混凝土梁柱穿芯螺栓—端板连接节点抗震性能研究

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方(矩)形钢管混凝土组合结构具有强度高、延性好、抗震性能优越、施工方便等特点。对于方(矩)形钢管混凝土柱与钢梁框架节点国内普遍采用外隔板和内隔板的连接形式,构造类型较为单一。针对这种情况,本文提出方钢管混凝土梁柱穿芯螺栓—端板连接节点形式。针对这一节点形式,本文主要工作有:1.进行了3个穿芯螺栓—端板连接节点试件的伪静力试验研究,研究了不同轴压比情况下节点的滞回性能、强度及刚度退化、延性性能、耗能性能及破坏特性。2.利用大型非线性有限元软件ANSYS模拟了单调加载下节点的受力性能,较为精确地分析了节点区应力分布,弥补了试验中无法直观地了解各细部受力情况和改变各种参数进行对比的缺陷。3.考察了轴压比大小和端板厚度等因素对节点受力性能的影响。4.通过试验和理论分析,提出了节点构造要求和设计公式。本文得到的主要结论如下:1.试验结果表明,穿芯螺栓—端板连接节点均为梁端形成塑性铰而破坏,节点具有良好的滞回性能、延性及耗能能力,满足现行抗震规范的要求。2.有限元计算结果与实测数据吻合较好,证明所建立的非线性模型的正确性。3.轴压比和端板厚度对节点受力性能影响不大。4.节点承载力简化设计结果与试验结果吻合较好,可用于节点的初步设计。
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