通過對6個鋼管混凝土柱-鋼梁全螺栓連接節點及1個栓焊節點的低周反復加載試驗,研究了全螺栓連接節點的破壞模式、承載力以及延性性能。試驗表明：當試件的彈塑性層間位移角達到規范限值的2.15-3.02倍時,全螺栓連接試件僅在連接板件遠端處鋼梁翼緣上出現較小的鼓曲變形,變形幅度遠小于栓焊節點;全螺栓連接節點具有更大的塑性變形能力、更大的峰值荷載和更長的屈服平臺,能夠滿足抗震規范位移限值要求。試驗指出,全螺栓連接節點的各組件在地震作用下都能發揮耗能作用,耗能機制包括連接板和鋼梁翼緣間的摩擦耗能、栓桿與孔壁擠壓耗能、連接板下的鋼梁翼緣塑性變形耗能以及連接板遠端處鋼梁塑性耗能等。全螺栓連接試件的滯回曲線包括相對平直段和上升段,分別對應連接板與鋼梁翼緣的滑動摩擦階段和螺栓孔與螺桿的接觸擠壓階段。試件經過多級位移循環加載后,摩擦力衰減明顯,約為屈服荷載的50%;每級位移加載后期,由于螺栓桿與孔壁產生接觸作用,試件的承載力相比摩擦滑移階段明顯增大,并且隨位移加載幅值的增大而增大,峰值荷載可達到屈服荷載的2-3倍。

根據《矩形鋼管混凝土結構技術規程》推薦的節點形式,制作了兩類帶內隔板的方鋼管混凝土柱-鋼梁節點,即栓焊連接和全對焊連接。建立同時考慮大變形的幾何非線性、高強螺栓連接的面—面接觸非線性、材料非線性等三重非線性因素的有限元分析模型,通過低周反復加載有限元分析,研究兩類節點的抗震性能,并對兩類節點的滯回曲線、骨架曲線、節點延性及耗能指標等進行對比分析。結果表明:栓焊連接節點由于螺栓的滑移致使節點的剛度較全對焊連接節點小,螺栓的滑移導致節點的屈服荷載較全對焊節點低,且全對焊節點與栓焊連接節點相比,承載力較大;兩類節點滯回曲線均比較飽滿,具有較好的耗能性能,由滯回曲線分析得出的耗能指標均滿足結構抗震設計的要求,且全對焊連接節點的耗能能力大于栓焊連接節點的耗能能力,抗震性能優于栓焊連接節點。為鋼管混凝土結構設計提供了理論依據。

對3個穿芯螺栓-端板連接節點試件進行了偽靜力試驗研究,研究了軸壓比分別為0.20、0.25、0.30時節點的滯回性能、強度及剛度退化、延性性能、耗能性能及破壞特征.試驗結果表明,試件的層間位移延性系數為2.38~2.45,彈性及彈塑性層間位移角分別為0.0140~0.0158rad、0.341~0.0377rad,能量耗散系數為2.567~3.820.節點試件均為梁端形成塑性鉸而破壞,節點具有很好的強度、剛度、延性及耗能能力,滿足現行抗震規范gb50011-2001的要求.提出了相關的設計及研究建議.

目前,在建筑中對于建筑材料抗震性的要求越來越高,因此,對于方鋼管混凝土柱的抗震性能的研究也日益增多。本文通過方鋼管混凝土在建筑應用的需求,根據一定試驗和經驗研究分析方鋼管混凝土柱的抗震性能,并為方鋼管混凝土結構抗震設計計算理論的建立提供一定的參考。

方鋼管混凝土柱-鋼梁隔板貫通節點抗震性能試驗——為研究方鋼管混凝土柱與鋼梁連接的隔板貫通式節點的抗震性能，對4個足尺節點試件進行了低周反復荷載試驗，分析了各試件的破壞過程及特征，并對節點的承栽力、延性、耗能能力和剛度退化等抗震性能指標進行了深入...

為研究方鋼管混凝土柱與鋼梁連接的隔板貫通式節點的抗震性能,對4個足尺節點試件進行了低周反復荷載試驗,分析了各試件的破壞過程及特征,并對節點的承載力、延性、耗能能力和剛度退化等抗震性能指標進行了深入的研究與分析.結果表明,隔板貫通節點滯回曲線飽滿,具有較強的耗能能力;鋼梁翼緣與隔板的連接構造對節點的延性、耗能能力和剛度退化影響較大,倒角放坡型節點比側板加強型節點具有更好的抗震性能;隔板的厚度、澆筑孔徑和鋼管的寬厚比對梁端破壞節點的抗震性能影響較小,但在試件中澆筑混凝土可以顯著提高節點剛度,減小核心區的剪切變形,改善隔板貫通節點的抗震性能.

通過對4個隔板貫穿式方鋼管混凝土柱-鋼梁連接節點試件的靜力性能試驗研究,揭示此類節點的受力機理和破壞形態,探討梁端翼緣兩側的側板、鋼管柱的寬厚比以及隔板的外伸長度等因素對節點承載力和傳力機理的影響.試驗結果表明,該類節點具有受力明確,傳力途徑清晰的特點;寬厚比的改變對節點承載力的影響不大,但對于節點板剪應變的影響較大;梁端翼緣兩側增加側板可以減緩隔板與梁相交的角隅處應力集中現象,使塑性鉸出現梁上,遠離脆弱的梁端焊接區,提高了節點的延性.

為了研究地震作用下方鋼管混凝土柱-鋼梁角鋼連接節點的受力性能,設計了3個梁柱節點試件并對其進行低周往復循環荷載試驗,分析了角鋼短肢長肢比和角鋼厚度對試件的剛度、承載力、耗能能力、延性性能及節點域剪切變形的影響。試驗結果表明:角鋼連接的塑性鉸出現在角鋼與柱壁相接觸部位,往復荷載下最終破壞形態為角鋼與柱壁焊接部位出現角鋼撕裂現象,通過增加角鋼短肢長肢比和增加角鋼厚度可以將塑性鉸外移,使角鋼與柱壁相接觸部位的撕裂程度減輕,從而有效保護節點核心區。增加角鋼的厚度對節點的初始剛度及承載力影響明顯,隨著角鋼厚度的增加,節點的初始剛度和承載力隨之增加;增加角鋼短肢長肢比能夠提高節點的耗能能力和剛度。該節點具有較高的承載力、剛度及較大的變形能力,符合抗震設計理念。

基于現行規范,設計制作方鋼管混凝土-鋼梁組合框架中間層中柱節點(╋)、中間層邊柱節點(┣)、頂層邊柱節點(┏)三種模型,并進行低周反復荷載作用下的抗震性能試驗。結果表明:節點在鋼梁翼緣與側板連接角隅處產生應力集中現象;在相同材料和截面尺寸條件下,頂層邊柱節點比中間層中柱節點和中間層邊柱節點提前達到屈服,其極限承載力介于后兩者之間;三種節點滯回曲線均比較飽滿,具有良好的耗能能力,節點延性均較好。利用abaqus建立有限元模型,對試件在低周反復荷載作用下的受力性能進行非線性有限元分析,分析結果與試驗結果吻合較好。在此基礎上,分析軸壓比對節點承載力的影響。

通過柱端加載的低周反復荷載試驗對8個內隔板三邊焊接,而在未焊一邊柱壁板上布置圓柱頭栓釘的方鋼管混凝土柱-h形鋼梁節點進行了試驗研究,研究了不同軸壓比情況下節點的破壞模式、延性、耗能性能等。試驗結果表明,破壞之前節點具有良好的滯回性能、延性及耗能能力,滿足現行抗震規范的要求。該節點可以用于方鋼管混凝土柱兩側彎矩相差較大時,彎矩較小一側節點。提出了相關的設計建議。

根據《矩形鋼管混凝土結構技術規程》推薦的節點形式,制作5個隔板貫穿式節點試件,通過低周反復加載試驗,探討此類節點的抗震性能,分析梁端翼緣兩側的側板、鋼管柱的寬厚比以及隔板的外伸長度等因素對節點抗震性能的影響。試驗結果表明:各試件實測滯回曲線均比較飽滿,沒有明顯的剛度退化現象,具有較好的耗能性能;梁端翼緣兩側增加側板不僅可以緩解隔板與梁相交的角隅處應力集中現象,而且提高了節點的延性。運用ansys8.0對各節點試件在低周反復荷載作用下的滯回性能進行非線性模擬計算,分析軸壓比、核心區混凝土強度、隔板外伸長度等因素對節點受力性能的影響。結果表明:軸壓比和隔板外伸長度對節點受力性能的影響較大;有限元計算所得的骨架曲線與實測骨架曲線吻合較好。

當前,方鋼管混凝土柱-鋼梁半剛性節點的應用越來越廣泛,但國內對這種半剛性節點受力性能的認識還很不完善。通過4組方鋼管混凝土柱-鋼梁長螺栓式半剛性節點在低周往復荷載下受力性能的試驗,探究此類節點的受力機理和破壞形態。通過對4組試驗滯回曲線、剛度退化、延性與耗能指標的分析得出此種節點有良好的耗能性能,可為鋼結構節點設計提供一些參考和借鑒。

提出一種新型穿心高強螺栓-端板方鋼管混凝土柱-鋼梁節點,并對3個節點試件進行柱端加載的偽靜力試驗研究。利用三維實體單元,建立同時考慮幾何、材料及接觸等三重非線性的有限元模型,采用有限元程序ansys對節點進行單調荷載和循環荷載作用下的有限元分析。試驗及有限元計算結果表明,節點具有很好的強度、剛度、延性和耗能能力。

研究梁通柱斷式方鋼管混凝土中節點在低周反復荷載作用下的受力性能和抗震性能.該種節點在節點區中斷柱的外鋼管,使鋼筋混凝土梁的縱筋在節點直通.在節點區設置芯鋼管、密排箍筋、豎向短筋連系上下鋼管混凝土柱.通過2個縮尺模型試件的擬靜力試驗,得到節點試件的破壞過程、破壞形態、試件滯回曲線和試件各組成部分的荷載-應變關系.試驗結果表明:該種節點在低周反復荷載作用下性能良好.試件破壞發生在梁根部,節點區尚有較大承載潛力,試件的耗能性能、位移延性良好.軸壓比的增大對于承載力有提高作用,但耗能能力和位移延性有降低趨勢.

通過柱端加載的3個內隔板三面焊接的方鋼管混凝土柱-h形鋼梁節點的低周反復荷載試驗,研究其不同軸壓比情況下節點的破壞模式、延性、耗能性能等。試驗結果表明,內隔板與柱壁未焊一側受力約為內隔板與柱壁焊接一側的1/3,內隔板未焊一端梁翼緣側面柱壁間焊縫被撕裂,內隔板與柱壁板焊接一側梁翼緣在柱頂位移約70mm時發生局部屈曲。研究結果表明,節點具有很好的延性和耗能能力,層間轉角位移延性系數μ=3.40~3.45,彈性和彈塑性層間位移角分別為φy=0.0075~0.0083rad、φu=0.0279~0.0286rad,等效粘滯阻尼系數he=0.247~0.462。滿足現行抗震規范的要求。三面焊接的內隔板式節點可以用于方鋼管混凝土邊柱節點。

journalofconstructionalsteelresearch64(2008)1178–1191 www.***.***/locate/jcsr seismicbehaviorofconnectionscomposedofcfsstcsandsteel–concrete compositebeams—experimentalstudy jianguoniea,kaiqinb,c.s.caic,? akeylaboratoryofstructuralengineeringandvibrationofchinaeducationministry,departmentofcivilengineering,tsinghuauniversity, beijing,100084,china bchi

進行了3榀方鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的低周反復加載試驗,分析了軸壓比和梁柱線剛度比對框架抗震性能的影響。得到了框架的荷載-位移滯回曲線、骨架曲線及各階段的荷載和位移值,分析了框架的破壞特征、延性、耗能能力、承載能力及剛度退化。試驗結果表明:框架滯回曲線飽滿,具有良好的變形性能和耗能能力;增大軸壓比將降低框架的延性和水平極限承載力,提高框架的耗能能力;增大梁柱線剛度比將降低框架的延性和耗能能力,提高框架的水平極限承載力。試驗結果可為方鋼管混凝土柱-鋼梁框架的工程應用提供參考。

提出了允許部分柱屈服的混合型屈服機制,允許部分方鋼管混凝土柱屈服耗能,但要求柱不喪失承載力以避免層倒塌,為考察方鋼管混凝土柱屈服后的力學性能,對方鋼管混凝土柱在低周反復荷載作用下的力學性能進行了試驗研究,分析了軸壓比、含鋼率、長細比等參數對方鋼管混凝土柱滯回曲線、剛度曲線、延性系數、塑性變形性能的影響.試驗結果表明:方鋼管混凝土柱屈服后承載力無明顯下降,具有良好的延性和耗能能力,且隨含鋼率的增加,鋼管混凝土柱的耗能能力和塑性變形能力提高;而隨軸壓比和長細比的增大,鋼管混凝土柱的耗能能力和塑性變形能力卻相應降低.

根據試驗和理論研究成果,對方鋼管混凝土柱穿心高強螺栓-端板節點核心區的受力機理進行了分析,建立了節點核心區的受力模型和屈服機制,推導了節點核心區的抗剪承載力計算公式。公式不僅考慮了螺栓和柱軸力對節點核心區實際受力狀態的影響,而且考慮了鋼管對混凝土的約束作用。用推導的公式計算了3個方鋼管混凝土柱穿心高強螺栓-端板節點試驗模型節點區的抗剪承載力,計算結果與試驗結果吻合較好。

方鋼管混凝土框架節點抗震性能的試驗研究——通過對一榀兩跨三層的方鋼管混凝土組合框架在低周反復荷載作用下的模型試驗，研究了方鋼管混凝土框架節點的抗震性能，對方鋼管混凝土組合框架節點的合理設計施工提出建議。

以長細比和偏心率為主要變化參數,設計了6根帶肋和6根無肋方鋼管混凝土試件,對其進行了偏心受壓的試驗研究。試驗結果表明,所有試件都最終由于失穩而破壞;試件長細比和偏心率越大,其剛度和極限荷載越小,偏心率對極限荷載的影響更為顯著;試件偏心率越大,后期延性越好;加載初期試件中截面變形符合平截面假設;設置加勁肋能有效延緩管壁局部屈曲的發展,能提高試件的極限荷載和后期延性。

方鋼管混凝土柱新型節點和異形柱