圆弧倒角型隔板贯通节点试验研究

论文摘要

方钢管混凝土框架结构体系中,隔板贯通式连接已经被我国规程列为梁柱连接的推荐形式。但由于国内有关隔板贯通节点的研究资料较少,规程和规程中也未给出节点的计算理论与设计方法,在一定程度上制约了其在工程中的应用。为配合方钢管混凝土结构的推广和相关设计规程的推出,本文在介绍了方钢管混凝土柱与H型钢梁的刚接节点形式和研究现状的基础上,对圆弧倒角型隔板贯通节点的力学性能进行了试验研究。基于日本规程提出的隔板贯通节点静力拉伸承载力理论,对十一个节点模型试件的静力拉伸试验,研究了方钢管混凝土柱与钢梁翼缘连接的结构性能。介绍了各试件的破坏过程及特征,分析了节点域的应力传递机制,并对节点承载力实测值和理论计算值进行了比较分析。研究结果表明,圆弧倒角型隔板贯通式节点梁翼缘受拉模型具有较高的承载力和良好的延性,在钢管中填充混凝土有利于提高节点的屈服承载力和刚度,理论计算公式对于填充混凝土的试件偏于保守,但却高估了空钢管试件的承载力。为研究隔板贯通节点的抗震性能,本文对四个十字型足尺试件进行了拟静力试验,介绍了各试件的破坏过程及特征,然后根据实测的滞回曲线,对节点的承载力、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能指标进行了详细的比较分析。研究结果表明,隔板贯通节点具有较好的延性和较强的耗能能力;钢梁翼缘与隔板的连接构造对节点的延性、耗能能力、刚度退化影响较大,圆弧倒角型节点比侧板加强型节点具有更好的抗震性能。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 钢管混凝土结构的特点
• 1.3 方钢管混凝土柱-钢梁刚接节点的形式
• 1.3.1 内隔板节点
• 1.3.2 外隔板节点
• 1.3.3 外肋环板节点
• 1.3.4 隔板贯通节点
• 1.4 国内外方钢管混凝土柱-钢梁刚接节点的研究现状
• 1.5 本文的研究内容
• 第二章 隔板贯通节点静力拉伸承载力理论与试验研究
• 2.1 引言
• 2.2 隔板贯通节点受力机理及承载力理论
• 2.3 隔板贯通节点静力试验方案
• 2.3.1 试验目的
• 2.3.2 试件设计
• 2.3.3 材性试验
• 2.3.4 试验加载装置及加载方式
• 2.3.5 试验量测内容及方法
• 2.4 静力试验现象与结果分析
• 2.4.1 节点受力破坏过程及特点
• 2.4.2 节点区应力应变分析
• 2.4.3 连接构造及试验参数分析
• 2.5 试验结果与理论计算值比较分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 隔板贯通节点拟静力试验方案
• 3.1 概述
• 3.2 试件的设计及加载的计算分析
• 3.2.1 试件的设计
• 3.2.2 试件的加载计算分析
• 3.3 试件加载装置设计
• 3.4 试验加载制度及程序
• 3.5 量测内容及方法
• 3.6 本章小结
• 第四章 隔板贯通节点拟静力试验现象与结果分析
• 4.1 概述
• 4.2 试验过程及破坏特征
• 4.2.1 试件CV1
• 4.2.2 试件CR1
• 4.2.3 试件CR2
• 4.2.4 试件CR3
• 4.3 节点的抗震性能分析
• 4.3.1 荷载-位移滞回曲线和骨架曲线
• 4.3.2 节点延性的分析与比较
• 4.3.3 节点耗能能力的分析与比较
• 4.3.4 节点刚度退化系数的分析与比较
• 4.3.5 节点核心区剪切变形的分析与比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢