中空夾層鋼管混凝土柱單邊螺栓節(jié)點(diǎn)擬動(dòng)力試驗(yàn)與數(shù)值分析.pdf

1、中空夾層鋼管混凝土柱是在兩層同心放置的鋼管之間灌注混凝土而形成的新型結(jié)構(gòu)構(gòu)件，具有截面開展、抗彎剛度大、抗震性能好及抗火性能好等特點(diǎn);在同等條件下，較實(shí)心鋼管混凝土自重更輕。因?yàn)閮?nèi)外鋼管截面形式多樣可以組合成多種不同截面形式，在實(shí)際工程中具有較強(qiáng)的靈活性。目前關(guān)于中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的試驗(yàn)和理論研究較多，但相關(guān)的梁柱節(jié)點(diǎn)研究較少。高強(qiáng)單邊螺栓端板連接梁柱節(jié)點(diǎn)具有典型的半剛性，相對(duì)于剛性節(jié)點(diǎn)具有更好的抗震性能和延性，同時(shí)解決了普

2、通高強(qiáng)螺栓在閉口截面安裝中的局限性，因而具有良好的工程應(yīng)用前景。然而，目前關(guān)于中空夾層鋼管混凝土柱-鋼梁高強(qiáng)單邊螺栓端板連接節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究和理論分析極度缺乏。本文通過(guò)對(duì)高強(qiáng)單邊螺栓端板連接中空夾層鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擬動(dòng)力試驗(yàn)，考察了該新型節(jié)點(diǎn)在地震作用下的抗震性能和動(dòng)力響應(yīng);利用有限元軟件OpenSees對(duì)該類型節(jié)點(diǎn)和框架進(jìn)行了非線性動(dòng)力時(shí)程分析，以期為中空夾層鋼管混凝土高強(qiáng)單邊螺栓連接節(jié)點(diǎn)在實(shí)際工程中的推廣和應(yīng)用提供試驗(yàn)和理論依據(jù)

3、。本文主要研究工作總結(jié)如下:
　　(1)對(duì)5個(gè)不帶樓板的中空夾層鋼管混凝土柱-鋼梁高強(qiáng)單邊螺栓端板連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了擬動(dòng)力試驗(yàn)，考察了該類型節(jié)點(diǎn)在El-Centro地震波作用下的破壞模式和動(dòng)力響應(yīng)，分析了節(jié)點(diǎn)的滯回性能、延性、耗能等抗震性能指標(biāo)，討論柱截面形式和中空率對(duì)節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的影響。
　　(2)對(duì)2個(gè)帶樓板中空夾層鋼管混凝土柱-鋼梁高強(qiáng)單邊螺栓端板連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了擬動(dòng)力試驗(yàn)，考察了該類型節(jié)點(diǎn)在El-Centro地震波作用下的

4、破壞模式和動(dòng)力響應(yīng)，分析了節(jié)點(diǎn)的滯回性能、延性、耗能等抗震性能指標(biāo)，討論柱截面形式和鋼筋桁架-混凝土組合樓板對(duì)節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的影響。
　　(3)采用有限元軟件OpenSees分別建立了不帶樓板和帶樓板的中空夾層鋼管混凝土柱-鋼梁高強(qiáng)單邊螺栓端板連接節(jié)點(diǎn)有限元分析模型，采用零長(zhǎng)度彈簧單元模擬螺栓性能，獲得節(jié)點(diǎn)在EI-Centro波作用下的位移時(shí)程曲線、荷載-位移滯回曲線和荷載-位移骨架曲線，并將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)