钢-竹混合框架结构耗能节点抗震性能试验研究

摘要

钢-竹混合框架结构体系具有可装配、绿色环保、轻质等特点，在多高层建筑中具有良好的应用前景。目前对钢-竹混合框架结构体系梁柱节点的研究较少，因而对这一结构体系的梁柱节点开展研究有重要的理论意义和实用价值。 基于可装配和耗能的要求，本文提出了一种新型耗能节点用于连接钢柱和竹梁。通过试验研究和有限元分析相结合的方法，本文对新型耗能节点的抗震性能进行研究，主要工作和成果如下： 对耗能节点的传力机理进行分析，给出了节点承载力的计算方法，并结合实例对节点进行设计。对集成竹材和节点钢板的材料性能进行试验研究，主要包括集成竹材的顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、弹性模量；钢板的屈服强度、抗拉强度、弹性模量、断后伸长率，为试验节点的承载力计算和有限元模拟提供参数。 对四组8个足尺耗能节点进行低周反复荷载试验，主要研究了耗能板跨厚比对节点抗震性能的影响。试验结果表明，节点破坏均发生在耗能板处，滞回曲线呈弓形。研究表明，节点的弹性刚度与耗能板的跨厚比无关，节点峰值弯矩随着耗能板跨厚比的减小而增大，耗能板跨厚比大于10的节点延性和耗能性能优于跨厚比小于10的节点。 采用有限元分析软件ABAQUS对四组节点试件进行了三维实体建模，通过对试件的骨架曲线、耗能板应变的对比分析，验证了有限元模型的合理性。进而分析节点抗剪螺栓的受力特点，结果表明抗剪螺栓水平向受力随着耗能板跨厚比增大而不断增大。 优化耗能节点，对改进后节点进行拟静力试验，对比改进前后节点的各项动力滞回性能。结果表明，改进后节点更经济、承载力更高、耗能性能更优。对改进后节点的抗剪键截面高度进行参数化有限元分析，研究表明抗剪键弯矩分配系数大小与截面惯性矩比值接近；弹性阶段抗剪键剪力分配系数随着其截面高度的增加而增大，塑性阶段抗剪键承担节点全部剪力；随着抗剪键截面高度的增加，抗剪键对节点耗能贡献不断增大。通过理论推导，得到耗能板破坏后节点抗剪键的端部弯矩。 总结耗能节点受力特点，给出节点设计建议。

目录

第一个书签之前