【摘 要】
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异形钢管混凝土柱兼具钢筋混凝土(RC)异形柱和钢管混凝土(CFST)的优势,既能解决室内美观的要求和空间优化利用的问题,也能适用于更多的场地条件,具有广泛的应用前景。本文设计了适用于T形CFST柱与带楼板的RC梁连接的两种节点(端板螺栓连接节点和外加强环状钢筋连接节点),对这两种连接节点的抗震性能进行了研究,主要的研究内容和取得的成果如下:(1)通过静力和拟静力试验对7个T形CFST柱-带楼板的R
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异形钢管混凝土柱兼具钢筋混凝土(RC)异形柱和钢管混凝土(CFST)的优势,既能解决室内美观的要求和空间优化利用的问题,也能适用于更多的场地条件,具有广泛的应用前景。本文设计了适用于T形CFST柱与带楼板的RC梁连接的两种节点(端板螺栓连接节点和外加强环状钢筋连接节点),对这两种连接节点的抗震性能进行了研究,主要的研究内容和取得的成果如下:(1)通过静力和拟静力试验对7个T形CFST柱-带楼板的RC梁端板螺栓连接节点试件和6个外加强环状钢筋连接节点的力学性能和抗震性能进行了研究。通过静力试验得到了试件的荷载-位移曲线和应变发展规律。通过拟静力试验分析了牛腿长度、端板厚度、高强螺栓直径、外加强环状钢筋直径和数量对这两类节点试件抗震性能的影响,研究了两类节点试件在低周往复荷载下的滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能性能、强度和刚度退化。试验结果表明,两类试件的抗震性能皆好;延性好于RC结构和型钢混凝土结构;耗能性能强于RC结构;均有强度退化,但退化的不明显;且均为梁上牛腿外侧的梁受弯破坏,均能够满足抗震设计中“强柱弱梁、强节点”的设计要求。牛腿长度、端板厚度、高强螺栓直径、环状钢筋的直径和数量均对试件的抗震性能有影响。(2)运用ABAQUS有限元软件,建立了两类节点试件的有限元模型,对试验的全过程进行了模拟。通过将有限元计算的结果与试验结果进行对比分析,证明了此模型具有良好的精度,能对试验结果进行可靠的预测。然后运用此模型分析了轴压比、梁配筋率、混凝土抗压强度、楼板和环状加强钢筋对试件抗震性能的影响。分析结果表明,轴压比、梁配筋率、混凝土抗压强度在一定范围内对节点的抗震性能有影响;楼板能增加两类节点试件的刚度和承载力;而环状钢筋则可以显著提高外加强环状钢筋连接节点试件的刚度。(3)提出了适用于工程设计使用的,试算两类节点试件抗弯承载力和初始刚度的简单公式。并且,通过将计算结果与试验结果进行对比,验证了公式的合理性。
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