平端板連接半剛性梁柱組合節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、高強(qiáng)度螺栓端板連接是鋼結(jié)構(gòu)連接的主要方式之一，具有施工方便、承載力高、連接剛度大等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的設(shè)計和分析都將框架的梁柱節(jié)點(diǎn)處理成理想的剛接或鉸接。然而，實(shí)際工程中的連接一般很難達(dá)到這兩種理想狀態(tài)，大部分連接的受力性能介于這兩者之間，為半剛性連接。在組合框架中，組合樓板和純鋼梁柱節(jié)點(diǎn)組成了～種新的連接形式一半剛性組合連接。 本文是在國家杰出青年科學(xué)基金(50225825)和土木工程防災(zāi)國家重點(diǎn)試驗(yàn)室開放課題的共同資助下完成的，主要

2、研究了半剛性平端板連接梁柱組合節(jié)點(diǎn)的工作性能，具體包括以下工作： (1)在查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對近幾十年來半剛性連接組合節(jié)點(diǎn)的理論和試驗(yàn)研究做了一個比較全面的回顧和總結(jié)，包括連接的分類、連接彎矩一轉(zhuǎn)角關(guān)系的數(shù)學(xué)形式等內(nèi)容。 (2)開展了梁柱組合節(jié)點(diǎn)低周反復(fù)荷載試驗(yàn)，梁柱連接采用高強(qiáng)度螺栓平端板形式。進(jìn)行了一個純鋼節(jié)點(diǎn)、兩個組合節(jié)點(diǎn)的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。采用柱項(xiàng)水平加載模式，連接的一側(cè)承受負(fù)彎矩，而另一側(cè)承受正彎矩。

3、通過試驗(yàn)，得到了連接的彎矩一轉(zhuǎn)角關(guān)系，對試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行了比較詳細(xì)地闡述和分析。 (3)進(jìn)行了平端板連接梁柱組合節(jié)點(diǎn)的擬動力試驗(yàn)，共兩個試件。試驗(yàn)采用經(jīng)過調(diào)幅的具有不同地震加速度峰值的Ispara地震波作為激勵進(jìn)行加載，對試件在地震作用下的加速度反應(yīng)、位移反應(yīng)、滯回性能、剛度和耗能進(jìn)行分析，對試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行了比較詳細(xì)地闡述和分析。 (4)基于現(xiàn)有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及組合節(jié)點(diǎn)抗彎承載力的研究成果，利用塑性分析方法，提出了一

4、種計算平端板連接組合節(jié)點(diǎn)抗彎承載力的方法，考慮了連接承受正彎矩作用和負(fù)彎矩作用兩種情況。本文給出的平端板連接梁柱組合節(jié)點(diǎn)抗彎承載力的計算方法，可以考慮節(jié)點(diǎn)承受非對稱荷載作用的情況以及作用在連接上的剪力、高強(qiáng)度螺栓撬力等因素的影響。如果將組合連接的配筋率取為零，不考慮組合樓板的影響，使用該方法同樣可以計算平端板連接梁柱純鋼節(jié)點(diǎn)在承受負(fù)彎矩作用時的抗彎承載力。 (5)給出了柱腹板抗壓、抗拉和抗剪剛度，鋼筋抗拉剛度，柱翼緣和端板抗彎剛

5、度，螺栓抗拉剛度，混凝土樓板抗壓剛度等。利用組件法，分別推導(dǎo)了組合節(jié)點(diǎn)在正、負(fù)彎矩作用下初始轉(zhuǎn)動剛度的計算方法。 (6)針對平端板連接承受正、負(fù)彎矩作用的情況，分別給出了平端板連接組合節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動能力的計算方法。對組合節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動能力的研究，包含下列兩方面的內(nèi)容：第一，組合節(jié)點(diǎn)可獲得的極限轉(zhuǎn)動能力；第二，組合節(jié)點(diǎn)所需的轉(zhuǎn)動能力，這主要是為滿足組合梁端部轉(zhuǎn)動能力而提出的要求，以實(shí)現(xiàn)其彎矩重分配的要求。 (7)給出了平端板連接彎矩一