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作者：黄心怡西安建筑科技大学

学位级别：硕士

钢管混凝土柱与钢梁装配式节点,构成上将钢和混凝土的优势融合,同时也响应了国家关于支持发展钢结构等装配式建筑、改善施工质量的号召,被普遍应用于多高层建筑中。本文基于课题组提出的绿色高层钢结构住宅体系,提出了一种适用于壁式钢... 详细信息

钢管混凝土柱与钢梁装配式节点,构成上将钢和混凝土的优势融合,同时也响应了国家关于支持发展钢结构等装配式建筑、改善施工质量的号召,被普遍应用于多高层建筑中。本文基于课题组提出的绿色高层钢结构住宅体系,提出了一种适用于壁式钢管混凝土柱的带侧板节点。壁式钢管混凝土柱拥有承载能力高、刚度大、延性好、耗能能力强等优势,同时经济性好,综合效益高,针对其特殊的截面尺寸,现在常用的一些内隔板、穿芯螺栓、外环板形式节点,往往水土不服,不能满足实际工程的需要。综上,课题组根据现阶段国内外节点构造研究成果,提出了一种壁式钢管混凝土柱-H型钢梁双侧板节点。针对该种节点形式,本文具体完成的工作有:(1)进行了壁式钢管混凝土柱-H型钢梁双侧板节点的伪静力试验,研究了节点的滞回性能、刚度退化、延性性能、耗能能力以及破坏模式。结果表明:双侧板节点因梁端首先形成塑性铰而发生破坏,节点具有良好的滞回性能、延性以及耗能能力。(2)通过有限元软件ABAQUS进行了节点在低周往复荷载下的模拟,模拟结果与试验过程契合较好,同时深入分析了节点的破坏模式、受力性能以及抗震性能。有限元计算结果与试验结果契合程度高,证实了计算分析结果的可靠性、真实性。(3)通过有限元非线性单调加载模拟,考虑了不同轴压比、侧板延伸长度、侧板厚度、节点区柱翼缘厚度等因素对节点力学性能的影响。分析表明,控制轴压比可以有效控制节点试件的延性;控制侧板外伸长度可以提升试件的延性,对承载力影响相对较小,调节侧板长度可控制塑性铰形成位置;控制侧板厚度可影响节点的破坏形式,对节点承载力和延性也有相应影响;节点区柱翼缘厚度对节点受力性能影响不大;同时还总结了节点的破坏模式及传力机理。(4)总结试验和有限元计算结果,提出了节点构造建议以及节点生产施工建议,可以有效地缩短工程周期。

关键词：壁式钢管混凝土柱双侧板节点低周反复荷载试验研究破坏模式

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多腔钢管混凝土柱-H型钢梁双侧板节点受力性能研究

多腔钢管混凝土柱-H型钢梁双侧板节点受力性能研究

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作者：刘瀚超西安建筑科技大学

学位级别：硕士

为响应国家“积极推广绿色建筑和建材,大力发展钢结构和装配式建筑”等政策要求,本课题组提出了以多腔钢管混凝土柱及双侧板连接节点为技术核心的MCFTS(Multi-core Concrete Filled Steel Tube System)高层钢结构住宅体系。多腔钢管混... 详细信息

为响应国家“积极推广绿色建筑和建材,大力发展钢结构和装配式建筑”等政策要求,本课题组提出了以多腔钢管混凝土柱及双侧板连接节点为技术核心的MCFTS(Multi-core Concrete Filled Steel Tube System)高层钢结构住宅体系。多腔钢管混凝土柱具有强度高、延性好、抗震性能优越等特点,但由于其截面大长宽比的限制,诸如内隔板、外环板、穿芯螺栓等传统钢管混凝土节点连接形式已不再适用。针对此情况,本文提出了适应性强的多腔钢管混凝土柱-H型钢梁双侧板节点。针对该种节点形式,本文主要工作有:(1)本文进行了多腔钢管混凝土柱-H型钢梁双侧节点足尺试件的伪静力试验研究,研究了节点的滞回性能、刚度退化、延性性能、耗能能力以及破坏模式。试验结果表明,双侧板节点因梁端首先形成塑性铰而发生破坏,节点梁柱物理隔离处侧板有一定的塑性发展,节点具有良好的滞回性能、延性以及耗能能力。双侧板高度影响节点的破坏模式,当高度较低时,侧板薄弱处首先形成塑性铰,节点区破坏。(2)利用ABAQUS软件模拟了在低周反复荷载下节点的受力性能,较准确的模拟了试验过程,进一步分析了节点的破坏模式、受力性能以及抗震性能。有限元计算结果与试验结果基本吻合,验证了有限元分析的正确性、真实性。(3)通过有限元非线性单调加载模拟,考虑了不同轴压比、侧板高度、侧板厚度、盖板及托板厚度等因素对节点受力性能的影响。分析表明,控制轴压比可以有效控制节点试件的延性,控制侧板高度可以控制节点的破坏模式,侧板厚度、盖板及托板厚度对节点受力性能影响不大,同时还分析了节点的传力机理,提出了节点侧板优化建议。(4)通过试验、有限元分析及工程应用,提出了节点设计建议以及节点生产施工建议。节点承载力简化设计结果与试验结果吻合较好,可用于节点设计;结合实际工程采用节点生产施工建议,可以有效地缩短工程周期。

关键词：多腔钢管混凝土柱双侧板节点低周反复荷载试验研究破坏模式

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壁式钢管混凝土柱—钢梁嵌入式双侧板节点抗震性能研究

壁式钢管混凝土柱—钢梁嵌入式双侧板节点抗震性能研究

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作者：惠凡西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着我国社会主要矛盾的转换,人们对建筑物舒适度的要求越来越高,为了解决柱角突出墙面的问题,本课题组提出了壁式钢管混凝土柱及其节点。为了解决已研究双侧板节点中存在的侧板突出柱壁的问题、优化侧板厚度,本文提出双侧板嵌入柱壁、... 详细信息

随着我国社会主要矛盾的转换,人们对建筑物舒适度的要求越来越高,为了解决柱角突出墙面的问题,本课题组提出了壁式钢管混凝土柱及其节点。为了解决已研究双侧板节点中存在的侧板突出柱壁的问题、优化侧板厚度,本文提出双侧板嵌入柱壁、梁柱之间无物理隔离的壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点,并提出适用于这种节点的两种构造措施,即装配化程度较高的侧板焊接型及焊缝数量较少的侧板整体型。为了研究嵌入式双侧板节点的抗震性能、对比焊接型双侧板节点与整体型双侧板节点抗震性能的差别、分析嵌入式双侧板节点的传力路径及应力传递系数,本文对焊接型双侧板节点及整体型双侧板节点进行了对比分析,主要工作有:(1)通过两个足尺壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点的拟静力试验研究,对比分析了两者的抗震性能。试验结果表明,焊接型双侧板节点的破坏模式为侧板之间焊缝撕裂,其抗震性能稍差;整体型双侧板节点的破坏模式为梁端形成塑性铰,其抗震性能较好。(2)数值模拟了壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点在低周往复荷载作用下的抗震性能。通过与试验结果对比,验证了数值模拟建模方法的正确性,分析了嵌入式双侧板节点的传力路径。分析结果表明,梁端应力主要通过双侧板传递至节点核心区,梁柱焊缝参与应力传递比例较小。(3)对壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点进行参数扩展分析,提出设计建议。分析了侧板厚度、钢管内混凝土、设计轴压比、框架柱段钢管竖向内隔板对节点抗震性能的影响。分析结果表明对于文述梁柱截面的双侧板节点,侧板厚度影响节点的破坏模式,侧板厚度越小其抗震性能越差,建议侧板厚度不小于梁翼缘厚度2mm;取消钢管内混凝土后节点的破坏模式变为节点核心区侧板破坏,不建议取消壁式钢管柱内混凝土;设计轴压比对节点加载初期刚度退化系数有较明显的影响,设计轴压比越大加载初期刚度退化系数越大;取消框架柱段钢管竖向内隔板后节点的抗震性能基本无变化,建议取消框架柱段钢管竖向内隔板。分析节点的破坏机理,结果表明,梁端塑性铰区、节点核心区侧板、位于梁下翼缘与柱壁焊接处的侧板母材为嵌入式双侧板节点的三个薄弱区。提出建议的应力传递系数及“强节点弱构件”验算公式。

关键词：壁式钢管混凝土柱装配式建筑双侧板节点拟静力抗震性能

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基于可持续性的冷弯型钢组合异形钢管混凝土柱框架-隅撑支撑结构

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武汉大学学报（工学版） 2013年第1期46卷 117-122页

作者：李成玉郭耀杰赵峰肖良丽吴东平武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072

冷弯钢管混凝土异形柱具有承载能力高、耗材少及得房率高的优势,结合隅撑支撑框架体系及双侧板节点将其应用于高层结构中具有巨大的减量化潜力;面对随机性的地震动,科学设置双重可控防线是积极的应对策略,建立的串并联能量模型厘清了双... 详细信息

冷弯钢管混凝土异形柱具有承载能力高、耗材少及得房率高的优势,结合隅撑支撑框架体系及双侧板节点将其应用于高层结构中具有巨大的减量化潜力;面对随机性的地震动,科学设置双重可控防线是积极的应对策略,建立的串并联能量模型厘清了双重抗震结构体系与双重抗震防线的概念区别,为构建双重抗震防线提供了依据.

关键词：组合异型钢管混凝土串并联能量模型隅撑支撑框架体系双侧板节点

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基于可持续性的冷弯型钢组合异形钢管混凝土柱框架-隅撑支撑结构

基于可持续性的冷弯型钢组合异形钢管混凝土柱框架-隅撑支撑结构

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中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第13届(ISSF-2...

作者：李成玉赵峰郭耀杰武汉科技大学城市建设学院武汉大学土木建筑工程学院

为缓解城市人口急剧增加与土地紧缺矛盾而大量兴建的高层建筑,存在着建筑耗能大及地震灾变后果严重等突出问题。冷弯钢管混凝土异形柱具有承载能力高、耗材少及得房率高的优势,结合隅撑支撑框架体系及双侧板节点将其应用于高层结构中具... 详细信息

为缓解城市人口急剧增加与土地紧缺矛盾而大量兴建的高层建筑,存在着建筑耗能大及地震灾变后果严重等突出问题。冷弯钢管混凝土异形柱具有承载能力高、耗材少及得房率高的优势,结合隅撑支撑框架体系及双侧板节点将其应用于高层结构中具有巨大的减量化潜力;面对随机性的地震动,科学设置双重可控防线是积极的应对策略,建立的串并联能量模型厘清了双重抗震结构体系与双重抗震防线的概念区别,为构建双重抗震防线提供了依据。

关键词：组合异型钢管混凝土串并联能量模型隅撑支撑框架体系双侧板节点

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