方钢管及方钢管混凝土柱—钢梁半刚性节点抗震性能的研究.pdf

摘要 1 I恻皑嬲Y208456 摘 要 方钢管柱抗扭刚度大、受弯时无弱轴，在轻钢框架结构具有很好的应用前景。方钢管 混凝土结构充分发挥钢材和混凝土各自的性能，拥有钢结构和混凝土结构无法比拟的优越 性，已经越来越多的被应用于建筑的各个领域。方钢管及方钢管混凝土柱与钢梁的连接节 点是框架结构体系中的关键部位，起到连接和传力的重要作用。目前对于方钢管及方钢管 混凝土柱．钢梁刚性连接节点的研究比较多，并已经取得一定的成果，而对于半刚性连接 节点的研究较少，尤其是方钢管柱．钢梁半刚性连接节点。 本文设计了2个方钢管柱一钢梁半刚性节点和2个方钢管混凝土柱一钢梁半刚性节点 试件，进行了节点的静力加载与低周反复加载试验，并对方钢管柱一钢梁半刚性节点进行 了有限元分析，研究了节点承载能力、滞回性能、耗能能力、延性、应力分布规律和传力 机制。试验和有限元分析表明，方钢管柱壁较薄在施加螺栓预拉力时会发生变形，降低了 节点的承载力，导致节点滞回曲线产生捏拢现象，降低了节点抗震性能。对方钢管混凝土 柱一钢梁半刚性节点在方钢管柱内混凝土浇筑之后施加高强螺栓预拉力，可以有效地避免 钢管壁的变形，从而使节点具有良好的抗震性能。若螺栓预拉力在钢管内混凝土浇筑之前 施加，会使钢管壁产生变形，降低节点的抗震性能。 。 在试验和有限元分析的基础上，针对方钢管柱．钢梁半刚性连接节点会发生柱壁变形、 节点抗震性能差的特点，提出了在节点区加设钢套管的方法，有限元分析表明，加设钢套 管显著提高了节点的抗震性能。螺栓预拉力、端板厚度以及套管厚度等参数对节点抗震性 能影响的有限元分析表明，不同螺栓预拉力对节点的抗震性能影响不大：提高端板的厚度 将提高节点的刚度、承载力与耗能能力，但对节点的延性影响较小，而且厚度增加到一定 值后，节点刚度、承载力以及耗能能力的增加幅度很小；套管厚度的增加，节点的刚度、 承载力及耗能能力增加，但对节点的延性影响不大，随着端板厚度的增加，节点的耗能能 力增加的幅度减小。 关键词：方钢管柱方钢管混凝土柱钢梁半刚性节点试验有限元 ABSTRACT ABSTRACT The stceltu_becol眦mhasbettertorsion noweak rectaIl百e tlas rigidi够龇ld axis，WIlich for on gteel曲眦tIlre．Theconcrete·filledsteeltube goodprospectusillgli曲帆ight square c01urllns仇lcturehaSⅡle ofthe steelstmcture跚ldmeconcreatcstn∞ture龇ld adVentage already been totlleconstmction itcaIl mal【e向nuseof廿le iIlcreaSinglyapplied i11dustIy，because behaViorofsteel觚d也econcrete．The respectiVe co皿ectionbe铆een steeltllb