[01618616]隔板贯通变截面方钢管轻骨料混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究

与方钢管普通混凝土柱-钢梁框架相比较,方钢管轻骨料混凝土柱-钢梁框架具有自重轻的优点,有利于结构抗震、基础设计和降低工程造价,在多高层建筑中有着广阔的应用前景。高层建筑中每隔几层逐次变化柱截面,形成变截面方钢管轻骨料混凝土柱-钢梁节点。受力复杂的变截面方钢管轻骨料混凝土柱-钢梁节点起着传递和平衡梁柱内力的作用,对结构安全至关重要。 轻骨料混凝土的强度特征和变形性能与普通混凝土有很大差异,变截面方钢管轻骨料混凝土柱-钢梁节点的抗震性能与方钢管普通混凝土柱-钢梁节点亦应有较大差异。我国现行规范对隔板贯通变截面方钢管轻骨料混凝土柱-钢梁节点的设计条款还很不完善。当前,对方钢管普通混凝土柱-钢梁节点研究较多,对隔板贯通变截面方钢管轻骨料混凝土柱-钢梁节点的研究还未见报道。 本项目对隔板贯通变截面方钢管轻骨料混凝土柱-钢梁节点进行灾变机理分析,探寻诱发节点过早破坏的主控应力,提出降低主控破坏应力的延性节点构造。对延性节点进行有限元参数研究和断裂、屈服演化规律分析,确定延性节点构造参数的合理取值,进行循环加载试验,提出抗弯、抗剪承载力计算式。 本项目基于结构钢圆杆疲劳裂纹裂尖真实应力场,以结构钢的椭球面断裂模型为开裂判据,假定结构钢圆杆的疲劳裂纹稳定扩展速率是循环加载次数的单调递增幂函数,推导了结构钢圆杆的疲劳破坏模型。 本项目研制的折线隔板贯通变截面方钢管轻骨料混凝土柱-钢梁节点构造,提出的节点抗弯、抗剪承载力计算式,可为该类节点的工程应用提供试验依据和理论支撑,对修订完善相关规范有较高的参考价值。提出的结构钢元的疲劳破坏模型,为钢结构的疲劳设计和安全评估提供了理论支撑。