鋼管混凝土疊合柱-鋼樑節點抗震性能研究

《鋼管混凝土疊合柱-鋼樑節點抗震性能研究》是依託清華大學，由李威擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鋼管混凝土疊合柱-鋼樑節點抗震性能研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：李威
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

鋼管混凝土疊合柱是以鋼管混凝土為核心，在外圍綁紮鋼筋並澆築混凝土而形成的一種構件。這類構件形式已經在國內數十座高層和超高層建築中得到了套用。在實際工程中鋼管混凝土疊合柱常和鋼樑或混凝土梁連線形成樑柱節點。而目前關於鋼管混凝土疊合節點抗震性能的研究還比較少。因院姜采此，開展該方面的研究具有重要的理論意義和工程套用價值。.本項目深入研究鋼管混凝土柱-鋼樑節點的抗震性能。開展該類節點在柱頂恆定軸壓力、梁端往復荷載作用下的試驗研究，分析節點的破壞形態、承載能力和內力、變形發展規律。建立考慮材料損傷和鋼-混凝土相互作用的節點精細化有限元分析模型。分析重要影響因素，如核心區軸壓比、節點核心區性質、連線構造、樓板等對節點抗震性能的影響。建立節點核心區剪力-剪下變形關係和梁端彎矩-轉角關係滯回模型，建立基於纖維樑柱鞏櫃單元的巨觀節點單元模型。在此基礎上提出鋼管混凝土疊合柱-鋼樑節點的抗震性能評價方法以及設計建議。

結題摘要

本項目研究工作按計畫完成。 基於項目研究需要，開展了多類鋼管混凝土疊合柱-鋼樑節點抗震性能試驗研究，具體包括：(1) 不同連線類型的鋼管混凝土疊合柱-鋼樑節點抗震性能試驗。分析了環板連線墊簽旋寬度對節點抗震性能的影響。（2）鋼管混凝土疊合柱-鋼樑平面節點抗震性能試驗。分析了關鍵參數，如軸壓比、梁-柱線剛度比和承載力比對節點破壞模態和承載能力的影響。（3）鋼管混凝土疊合柱-鋼樑空間節點抗震性能試驗。研究了空間節點的破壞形態、承載能力和內力、變形發展規律。建立了考慮材料在往復荷載下的損傷、不同部位材料本構和鋼-混凝土相互作用的節點精細化有限元分析模型，並用典型試驗結果進行了驗證。利用驗證的有限元模型，分析了關鍵參數影響頌訂歸因素，如核心區軸壓比、節點核心區性質，連線構造、樓板等對鋼管混凝土疊合柱-鋼樑節點抗震性能的影響。提出了該類節點的傳力機理和關鍵參數影響規律。通過參數分析，提出了鋼管混凝土疊合構件剛度和變形簡化計算方法，建立了鋼管混凝土疊合構件付淋挨鴉的荷載-變形滯回關係模型，用戀習局滲於鋼管混凝土疊合柱-鋼樑節點巨觀單元的建立。此外結合項目實際需求，還開展了鋼管混凝土斜柱-鋼樑連線節點的抗震性能試驗，以及鋼管混凝土構件拉彎性能試驗，研究其承載力實用計算方法。綜合上述研究成果，提出了鋼管混凝土疊合柱-鋼樑節點的抗震性能評價方法以及設計建議。 本項目的研究成果可為有關工程套用和設計規程的制訂提供依據。結合項目研究工作，發表或收錄期刊論文4篇（均為國際SCI期刊論文），重要國際和國內會議論文4篇（EI收錄1篇），其中1篇會議論文獲墓腳請第24屆全國結構工程學術會議優秀論文一等獎。獲得授權國家實用新型專利2項。本項目研究有博士研究生1名和碩士研究生2名參加了工作。