钢梁—钢筋混凝土柱单剪板连接节点抗震性能试验研究

摘要

大量地震灾害表明，钢框架抗弯节点在地震荷载作用下容易发生脆性破坏，而采用半刚性节点能显著改善节点的承载力、延性和刚度，有助于实现“强节点，弱构件”的抗震设计思路。当框架结构采用该类型节点时，能增加结构的阻尼，减小振幅，降低震害，因此半刚性节点是抗震设计的优选节点形式之一。当前针对钢梁-钢筋混凝土柱单剪板连接节点的研究很少，结构分析中，通常忽略该类节点的梁端弯矩而简化为铰接节点，认为节点只传递轴力和剪力，这导致了混凝土柱中的预埋件因不考虑约束弯矩作用而存在安全隐患。
　　 本文对3个钢梁-钢筋混凝土柱单剪板连接节点进行了低周反复加载试验。探讨了单剪板连接节点的抗弯承载力的计算、分析了节点在正负弯矩下的初始转动刚度、刚度退化规律及滞回特性。
　　 试验研究表明，钢梁-钢筋混凝土柱单剪板连接节点主要承受梁端传来的剪力和轴力，同时抵抗由螺栓群嵌固作用引起的约束弯矩。本文应用“转动瞬心法”对节点约束弯矩进行了计算分析，计算结果与试验值吻合较好；对预埋件锚筋的受力提出了新的计算模型，计算精度满足工程计算需要；利用“组件法”的思想，对节点初始转动刚度进行了分析，在考虑连接板绕螺栓群形心引起的转动、连接板竖向变形引起的转动、预埋件变形引起的转动等影响因素的基础上，建立了单剪板连接节点在低周反复荷载作用下的初始转动刚度的计算公式；根据试验结果研究与分析，建立了单剪板连接节点的恢复力模型；对节点的滞回性能和刚度退化规律进行了分析，为采用该类节点的组合框架结构的抗震性能分析，奠定了理论基础。
　　 半刚性节点的抗震性能分析是建筑结构研究的重点课题之一，具有广阔的前景，本文对钢梁一钢筋混凝土柱单剪板连接节点的抗弯承载力、滞回性能、刚度退化规律等进行了分析研究，为工程设计提供理论参考依据。