盖板连接型方钢管混凝土柱—钢梁内隔板式半刚性节点抗震性能试验研究

摘要

钢管混凝土结构是一种新型的组合结构，由于具有强度高、延性好等优点被广泛应用于多高层结构。但目前为止，我国对钢管混凝土柱-钢梁半刚性连接节点的理论和试验研究还比较少。本文旨在设计一种盖板全螺栓连接的方钢管混凝土柱-钢梁内隔板式半刚性节点，并通过低周反复荷载试验来研究该种节点的抗震性能。
　　本文试验设计了五个方钢管混凝土柱-H型钢梁节点，分别是:栓焊连接的刚性节点(BFP-ID-01)、长盖板连接的半刚性节点(BFP-ID-02)和短盖板连接的半刚性节点(BFP-ID-04、BFP-ID-05、BFP-ID-06)，其中刚性节点试件BFP-ID-01是作为该类新型半刚性节点的对比模型来研究的。通过对这五个节点试件进行低周反复荷载试验，并分析对比试验得到结果数据，对各节点试件的荷载-位移滞回曲线及骨架曲线、破坏机制、延性性能、耗能性能、强度退化及刚度退化等节点抗震性能指标进行分析对比，研究各节点试件的延性和抗震性能，并分析连接盖板的长度和厚度对该种新型节点抗震性能的影响。
　　本文还对各节点试件的弯矩-转角关系进行了研究，通过对各节点试件弯矩-转角骨架曲线的研究，对比分析了各节点的转动能力、初始转动刚度和抗弯承载力，分析研究了各类节点的力学和抗震性能。
　　最后，本文又详细介绍了国际上常见的五种梁柱节点分类方法，并利用其中的三种Bjorhovde节点分类方法、欧洲规范Eurocode3(EC3)的节点分类方法和Hasan节点分类方法，结合本试验中各节点试件的弯矩-转角骨架曲线及其数据，对各节点试件的刚性性能进行了分析。
　　通过对以上各主要试验结果的对比分析，本文得到了以下几个主要结论:
　　1.盖板全螺栓连接的方钢管混凝土柱-H型钢梁内隔板式半刚性节点的破坏模式更为合理，有利于抗震，且该类半刚性节点比传统的栓焊刚性节点具有更好的转动能力和延性及抗震性能。
　　2.对于四个同类型的盖板连接型半刚性节点，对比短盖板连接节点，长盖板连接节点具有更好的抗弯承载能力和延性及耗能能力，该类型节点的抗震性能更为优秀。
　　3.对于三个同类型的短盖板连接型半刚性节点，在盖板厚度都大于钢梁翼缘厚度的基础上，盖板厚度越薄，节点的转动能力和延性及耗能能力越强，其抗震性能越好。
　　4.通过国际上常用的节点分类方法，我们发现本试验所设计的五个节点试件中除了栓焊连接节点是刚性节点外，其余节点均为半刚性节点，符合我们初始设计的节点性能。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 方钢管混凝土柱-钢梁节点的分类

1．3 国内外研究现状

1．4 现阶段存在的问题

1．5 本文研究的目的、意义及主要内容

2 新型节点模型试验概况

2．1 引言

2．2 节点模型设计与制作

2．3 试件材料性能

2．4 试件轴压比及螺栓扭矩值

2．5 试验方案设计

2．6 量测设计

2．7 本章小结

3 方钢管混凝土柱-钢梁节点试验过程及破坏形态

3．1 引言

3．2 节点试件BFP-ID-01

3．3 节点试件BFP-ID-02

3．4 节点试件BFP-ID-04

3．5 节点试件BFP-ID-05

3．6 节点试件BFP-ID-06

3．7 本章小结

4 方钢管混凝土柱-钢梁节点试验结果分析

4．1 引言

4．2 荷载-位移滞回曲线和骨架曲线

4．3 节点试件屈服与破坏的确定

4．4 延性分析

4．5 耗能性能分析

4．6 强度退化和刚度退化

4．7 本章小结

5 各节点的弯矩-转角关系及刚度类型判别

5．1 引言

5．2 弯矩-转角骨架曲线

5．3 弯矩-转角关系分析

5．4 常见的梁柱节点分类方法

5．5 本文试验各节点试件应用类型的确定

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 研究展望

致谢

攻读硕士期间发表的论文、专利及所参与的课题

参考文献