带内隔板的方钢管混凝土柱-翼缘削弱型钢梁节点抗震性能研究
方钢管混凝土柱—钢梁隔板贯通节点性能.
方钢管混凝土柱—钢梁隔板贯通节点性能方钢管混凝土柱-钢梁隔板贯通节点已被《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS159:2004)列为推荐形式,但由于国内该种节点的研究资料较少,对节点承载能力及抗震性能缺乏认识,计算理论与设计方法也不成熟,因此,对隔板贯通节点的力学性能进行研究具有重要的理论意义与工程应用价值。
总结分析了方钢管混凝土柱-钢梁节点的形式及其受力特点,并在研究隔板贯通节点构造存在问题的基础上,提出了改善钢梁翼缘与隔板连接处受力性能的两种新型节点形式—圆弧倒角型节点和倒角放坡型节点。
为研究方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘连接性能,对16个隔板贯通节点试件进行了静力拉伸试验,分析了节点的应力传递机制,并对节点拉伸承载力试验值及理论计算值进行了比较。
研究结果表明,圆弧倒角型节点与倒角放坡型节点具有较高的承载力和良好的延性,影响节点承载力的主要因素是隔板厚度、浇注孔直径和钢管的宽厚比;日本规程提出的节点拉伸承载力计算公式对于填充混凝土的试件偏于保守,但高估了空钢管试件的承载力。
建立了同时考虑几何非线性、钢材与混凝土接触非线性和各种材料非线性的有限元模型,对隔板贯通节点进行了静力拉伸有限元分析,研究了节点的屈服机制,并在参数分析的基础上,提出了隔板与钢管协同受力的节点拉伸承载力计算公式,比较分析表明,节点承载力理论计算值与试验值吻合较好。
进行7个隔板贯通节点十字型足尺试件的低周反复加载试验,分析了各试件的破坏过程及特征,并对节点承载力、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能指标进行了比较分析。
研究结果表明,隔板贯通节点滞回曲线饱满,具有较强的耗能能力;钢梁翼缘与隔板的连接构造对节点的延性、耗能能力、刚度退化影响较大,圆弧倒角型节点和倒角放坡型节点比侧板加强型节点具有更好的抗震性能。
隔板的厚度、浇注孔径和钢管的宽厚比对梁端破坏节点的受力性能影响较小,但在试件中浇筑混凝土可以显著减小核心区的剪切变形,改善节点的抗震性能。
钢管混凝土柱-削弱钢梁节点受力性能研究
考 虑到在 节点 受 力 过程 中 ， 翼 缘 主要 承 受 弯 梁
矩， 而腹板 主要 受 剪 ， 使节 点 受 力 达 到极 限 时 ， 为 梁
柱节 点处 翼 缘 和 腹 板 最 大 应 力 均 能外 移 到 削 弱 截 面 ， 时考虑 施 工 和使 用 的方 便 ， 综 合 图 １ ～ １ 同 可 ｂ ｃ 翼缘 开孔 和 图 ２腹 板 开孔 的形 式 ， 用 图 ３的构 造 采
第３ 卷 第 １ ２ 期
Ｖ０ ． ２ Ｎｏ １ １３ ．
宁 夏 大 学 学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＮｉｇ ｉ ｉｅｓｔ （ ｔ ｒｌ ｃｅ ｃ ｉｏ ） ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ｘａＵｎｖ ｒ ｉ Ｎａｕ ａ ｉｎ ｅＥｄｔ ｎ ｙ Ｓ ｉ
２ １ 年 ３月 ０１
集 中最 好 的切 割形 式 ， 弧形 切割 面要求较 高 ， 工 但 加 难度大 口 ． ］本文 根据 节点抗 震构 造设计 的需 要 ， 钢 在
框架节 点削 弱梁 端构 造 方 式 研究 的基 础 上 ， 出几 提 种适用 于带 内隔板 方钢 管混凝 土柱 与钢梁 对焊 连接 的“ 弱梁端 ” 削 的构造 形 式 ， 利 用非 线 性 有 限元 方 并 法对各 种削 弱梁端 的节 点进 行单调 和低周 反 复加载 下 的受 力性 能分 析 ， 出加工 难度 小 、 提 刚度 和承 载力 较高 、 性 和耗能 能 力较 好 的新 型 削弱 节 点供 工 程 延
比 ． 果 表 明 ： 类 削弱 方 式 与 狗 骨 式 节 点 的 刚度 和 承 栽 力 均基 本 相 同 ； 性 铰 均 能 外 移 至 削弱 区 域 ； 弱 节 点 表 结 此 塑 削
钢管混凝土柱
4. 4 框架抗震性能分析
• 4. 4. 1 屈服及破坏荷载的确定 • 由于钢管混凝土柱-钢梁框架的其荷载-位移曲线没有明显的屈服 点, 目前对该类结构屈服和破坏的确定尚无统一的准则 。本文采 用文献[ 19] 确定钢管混凝土柱屈服点的方法来确定钢管混凝土框 架的屈服点和屈服荷载 ,
屈服位移 Δy 极限荷载Pmax 极限位移 Δmax Pu =0. 85Pmax 为破坏荷载
主要测试仪器及测试指标
• 为了跟踪梁柱构件在试验过程中的应力分布及塑性铰位置,在框架 柱底部和上部截面处均设置了应变片 ,底部截面在荷载作用平面 内和平面外的四个面上均布置了互成 90° 的双向应变片 ,以测试 框架柱底部截面荷载平面内及平面外的轴向及横向应变 ,而柱上 部截面只在荷载作用平面内的两侧布置了双向应变片。在框架梁 两端截面上下翼缘均布置了沿轴线方向的单向应变片, 腹板上布 置了双向应变片 。分别在框架梁两端及每个框架柱底截面附近布 置了测试曲率的装置。
• 为了系统地研究更大参数范围内钢管混凝土框架的抗震性能, 以 柱截面形状、柱截面含钢率、柱轴压比、梁柱线刚度比等为主要参 数, 本文进行了 4 组共计 12 个单层单跨圆形和方形截面钢管混凝土 柱-钢梁平面框架的低周反复荷载试验研究 。
试件设计与制作
• 框架试件的跨度和高度基本上是实际工程框架的1/3 尺寸，在梁 的刚度选取中已考虑了组合梁及楼板的刚度贡献,这样即使本文试 件中只有钢梁 ,但其刚度已考虑了楼盖的贡献,使得本文试验中选 用的梁柱线刚度比数值更具工程代表意义 。 • 柱采用冷弯薄壁钢管 ,钢梁由钢板焊接而成, 加强环板及钢梁腹板 均与钢管焊接 , 并保证焊缝质量。
4. 3 水平荷载与梁端及柱端曲率关系
• 可以看出 ,在弹性阶段梁端及柱脚的曲率很小 ; 当梁端进入屈服发 生屈曲以后, 梁端曲率才发展较快 。 • 柱脚曲率的发展过程类似 ,但由于柱内有混凝土, 框架柱的弯曲变 形并没有钢梁显著 ,因此柱脚的曲率在加载位移后期的发展较钢 梁缓慢, 直到柱钢管鼓曲非常严重并有局部断裂时曲率发展到最 大,而且其最大曲率数值也较梁端最大曲率小 。
矩形钢管混凝土柱—钢梁节点受力性能分析
矩形钢管混凝土柱—钢梁节点受力性能分析钢管混凝土结构因其优异的性能被广泛的应用在工程实际中,而节点作为结构中一个关键部位,对结构的安全和稳定发挥着重要的作用。
本文基于ABAQUS 有限元模拟的方式,对矩形钢管混凝土内隔板节点(普通节点和翼缘削弱型节点)的力学性能进行了研究,并提出节点域的抗剪承载力计算表达式。
主要工作和成果如下:(1)利用ABAQUS软件对文献试验中方钢管混凝土柱-钢梁节点进行了有限元模拟,并就骨架曲线、节点破坏形态进行了模拟数据与试验结果对比,吻合较好。
应用验证的建模方法建立内隔板普通节点,分析了节点抗剪受力过程和荷载作用下节点应力变化规律。
(2)分别对内隔板普通节点和翼缘削弱型节点(RBS节点)在单调和循环荷载下的力学性能进行了比较分析,结果表明:RBS节点的抗剪承载力较内隔板普通节点下降明显,耗能能力和刚度退化影响不大,但RBS节点的延性性能更好。
研究了核心区高径比、套箍系数、材料强度和轴压比对普通节点抗剪能力的影响,同时还分析了3个削弱参数对RBS节点抗剪的影响,并对参数削弱尺寸范围给出了设计建议。
(3)建立节点域直接剪切模型,通过数值模拟与理论推导相结合的方式,在对节点各抗剪构件承载力计算的基础上,综合提出了节点最终抗剪承载力计算表达式,对比表达式计算结果与模拟结果表明本文提出的表达式较为准确的计算了节点的抗剪承载力,从而为工程应用提供了一定的设计依据。
隔板贯通式圆钢管混凝土柱-翼缘削弱钢梁连接节点的参数分析
收 稿 日期 ： ０ １ １ ２ １ ９
作者简 介：李成玉（ ９ １） 男 ， １７ 一 ， 湖北麻城人 ， 副教授 ， 博士 ， 研究方向为钢混组合 结构（ ｍａ ：ｅ— ｈｎｙ ＠１３ ｔｍ） Ｅ ｉ ｌｅ ｃｅｇｕ ６ ．ｏ ｌ 基 金项 目：湖北 省 自然科学基金 （ Ｂ ２０ ２ １ Ａ Ａ ０６ ９ ）
关 键 词 ： 管 混 凝 土 ； 翼 缘 削 弱 ； 隔板 贯 通 ； 有 限 元 分 析 钢 中 图 分 类 号 ：Ｕ ９ Ｔ３１ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５０ ８ （ ０ １ ０ －１３ ４ ２９ －９５ ２ １ ）３ ４ － ０ ０
１９ ９４年 Ｎ ｒ ｒ ｇ 震 以后 ， 们 开 始 使 用 ｏｔ ｉ ｅ地 ｈｄ 人 翼 缘 削弱式 钢梁 ， 它是 将 梁 的上 下翼 缘 在 距 柱 子
１ ２ 单元 的选择 与划 分 ．
经 过多 次尝 试 发 现 Ｓｌ ｏｉ 元 能 有 效 地 模 拟 ｄ单 钢 管 、 凝 土及 边 界 条 件 。块 体 Ｓｌ４ 混 ｏｉ ５单 元 （ ｄ ８
节点 ） 来 模 拟 钢 梁 和钢 柱 ， 单 元 通 常 用 于模 用 此
图 １ 钢管混凝 土结构梁 柱节点翼 缘削弱设计
ｍ ０Ｉ × ｌ ｘ１ ｍ ｘ１ ｌ ８ｍＹ ２ｍｍ； ５ Ｔ ｍ ｌ 柱直 径为 ３ ０ｍｎ， ５ ｌ
１ ３ 边 界条 件及 加载 方式 ．
．
试件 的约束条 件 为 ： 顶施 加 、 个 方 向 柱 Ｙ两
的 约束 ， 在柱 脚 施 加 、 、 个 方 向 的 约束 。 由 Ｙ 三
表 面一 定长度 处 进 行 削 弱 处理 ， 后 与柱 连 接 形 然 成 一种 预先具 有 缺陷 的节点 。这 种设 计是 为 了将 塑性铰从 柱 子表 面 移 开 ， 而 防止 焊 缝 被 过 高 的 从 应 力应变 所 破 坏 … 。 目前 包 括 Ｆ ＭＡ、 Ａ Ｅ Ｓ Ｃ等 已 定 出 了狗 骨处 的 参数 范 围 ， 这 些 主 要 应 用 于梁 但 柱直 接焊 接 的节 点形 式 ， 于 隔板 式 的 节 点并 没 对
钢框架梁翼缘削弱型节点力学性能的试验研究
摘
要：梁翼缘削弱的梁柱刚性连接是将塑性铰外移的一种典型节点形式。为研究这种连接形式在循环荷载作用
下的滞回性能，共进行了 6 个模型的拟静力加载试验，其中 5 个模型用于研究梁翼缘的削弱深度、削弱长度、削 弱起始位置对节点连接的破坏形态、极限荷载、最大塑性转角、延性性能的影响。作为比较，还进行了一个传统 型梁柱全焊接刚性模型连接的试验。试验结果表明：梁翼缘削弱节点比传统梁柱刚性连接具有良好的塑性变形能 力和耗能性能，试验中 5 个节点的塑性转角都大于 0.04rad，延性系数大于 4.0，达到了抗弯钢框架连接塑性转角 不小于 0.03rad，延性系数不小于 4.0 的要求。而普通梁柱全焊接刚性连接的塑性转角仅达到 0.026rad，延性系数 仅为 2.4。 5 个试件的破坏主要以翼缘削弱处平面外刚度较弱而导致梁发生扭转失稳或梁下翼缘与柱连接的对接焊 缝的脆性断裂为主。研究结果表明：将梁翼缘进行适当的削弱后形成的骨型节点可以增加梁柱节点的耗能性能， 是一种较为理想的延性节点。 关键词：钢框架；梁翼缘削弱式节点；试验；抗震性能；塑性铰；滞回曲线 中图分类号：TU391 文献标识码：A
分别取为 35mm(0.23bf)和 40mm(0.27bf)，其中，bf 和 hb 分别为梁的翼缘宽度与梁截面高度。 削弱参数 如图 1、表 1 所示。另外，为了与传统节点连接进 行比较，还制作了一个传统式连接节点试件(ST-6)。 所有节点的节点域均做了补焊钢板加厚(见图 1)。 本 试验中所有试件的梁柱选用 Q235 热轧 H 型钢，柱 子截面为 HW200×200 ，腹板和翼缘厚度分别为 8mm 和 12mm； 梁截面为 HN300×150， 腹板和翼缘 厚度分别为 6.5mm 和 9mm。梁柱板件的力学性能 见表 2。
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钢管混凝土柱-钢梁下栓上焊隔板贯通节点抗震试验研究
第53卷第6期2022年6月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.53No.6Jun.2022钢管混凝土柱−钢梁下栓上焊隔板贯通节点抗震试验研究余玉洁1,2，林思文1，张超1，丁发兴1,2，蒋丽忠1，魏标1(1.中南大学土木工程学院，湖南长沙，410075；2.湖南省装配式建筑工程技术研究中心，湖南长沙，410075)摘要：钢管混凝土柱−钢梁下栓上焊隔板贯通节点下翼缘采用螺栓连接代替传统的对接焊缝连接，以解决下翼缘焊缝处容易发生断裂的问题，但该构造使得钢梁上下翼缘的连接方式不对称。
为此，通过对5个下栓上焊隔板贯通节点和1个传统栓焊混合连接节点进行低周往复荷载试验，研究下翼缘螺栓连接和楼板的组合作用对下栓上焊节点抗震性能和工作机理的影响。
研究结果表明：下栓上焊节点中由于下翼缘处螺栓滑移导致其滞回曲线表现出一定程度的捏缩现象，但该类节点具有较强的变形能力，可转动0.06000rad 且不破坏；随着节点转角增大，下翼缘连接传力机制由摩擦传力转变为螺杆与孔壁的接触承压传力，节点具有较强的极限承载能力；上下翼缘连接方式不同导致节点正负向受弯时表现出非对称承载强度；无楼板节点具有较大的负弯矩强度，采用组合式楼板时，混凝土板与立柱的挤压承载对于节点正向承载能力有更显著的增强效应，最终使得组合梁节点的正负向弯曲承载强度相近；楼板可有效抑制钢梁上翼缘的局部鼓曲变形，延缓节点的峰值后承载力退化现象；下翼缘螺栓连接的板件滑移有助于降低钢梁下翼缘应力集中现象，避免出现过早断裂的脆性破坏；通过提高下翼缘螺栓连接强度和下贯通隔板厚度，可以增大节点的承载稳定性和变形能力。
关键词：钢管混凝土柱；组合梁；滞回性能；抗弯强度；层间位移角；摩擦滑移中图分类号：TU398+.2文献标志码：A文章编号：1672-7207（2022）06-2143-12Experimental study on seismic performance of bottom-flange-bolted upper-flange-welded through-diaphragm connection between CFSTcolumn and steel beamYU Yujie 1,2,LIN Siwen 1,ZHANG Chao 1,DING Faxing 1,2,JIANG Lizhong 1,WEI Biao 1(1.School of Civil Engineering,Central South University,Changsha 410075,China;2.Engineering Technology Research Center for Prefabricated Construction Industrialization,Changsha 410075,China)收稿日期：2021−08−10；修回日期：2021−10−22基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51708402)(Project(51708402)supported by the National Natural ScienceFoundation of China)通信作者：余玉洁，博士，教授，从事装配式钢结构与组合结构性能研究；E-mail ：****************.cnDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.06.016引用格式：余玉洁,林思文,张超,等.钢管混凝土柱−钢梁下栓上焊隔板贯通节点抗震试验研究[J].中南大学学报(自然科学版),2022,53(6):2143−2154.Citation:YU Yujie,LIN Siwen,ZHANG Chao,et al.Experimental study on seismic performance of bottom-flange-bolted upper-flange-welded through-diaphragm connection between CFST column and steel beam[J].Journal of Central South University(Science and Technology),2022,53(6):2143−2154.第53卷中南大学学报(自然科学版)Abstract:The bottom-flange-bolted upper-flange-welded(BFB-UFW)through-diaphragm concrete filled steel tube (CFST)column connection adopts the bolted connection instead of traditional welded approach to connect the bottom flange to the bottom diaphragm.The construction can solve the brittle rupture failure problem of the bottom flange welds,but also induces the asymmetric connecting construction between upper and bottom flanges.In order to investigate the influence of bottom-flange-bolted connection and composite beam effect on seismic performance of the BFB-UFW connection,cyclic loading tests were performed on five BFB-UFW connections and one traditional welded flange through-diaphragm connection.The results show that BFB-UFW connections have pinched hysteretic loops due to the bolt sliding behaviors in the bottom flange connection,but this connection has strong deformation ability with a drift angle of0.06000rad.The working mechanism of the bottom flange connection changes from the contact friction resistance to bolt bearing when the drift angle increases,leading tothe stronger ultimate bearing capacity.Different connecting methods in the upper and bottom flanges will cause asymmetric moment strength developments in upward and downward bending conditions.The bare beam connection has a higher level of negative moments than positive strengths.However,the extrusion between slab and column in the composite beam connection imposes a stronger strengthening effect on the positive moment strength,leading to similar positive and negative strength levels.The slab can effectively restrain the local buckling deformation at upper beam flange and delay the strength degradation behavior.The bolted bottom flange design and the plate sliding behaviors can reduce stress concentrations at the bottom flange,which effectively reduces brittle failure risks from the premature fracture.The bearing stability and deformation capacity of BFB-UFW connections can be strengthened by increasing the strength of bolted bottom flange connection and the thickness of the bottom diaphragm.Key words:concrete-filled steel tube column;composite beam;hysteretic behavior;moment strength;inter-story drift angle;frictional sliding钢管混凝土柱[1]充分结合了混凝土与钢材各自的优点，具有抗震性能好、施工方便等突出特点。
关于钢管混凝土柱钢梁节点形式的探讨
工程技术关于钢管混凝土柱钢梁节点形式的探讨王振字(天津市建工工程总承包有限公司第三分公司，天津市300000)n。
脯要】近年来钢管混凝￡柱在工程中得到广泛的应用，本文主要介绍了钢管混凝土柱钢粱节点的构造形式和相关的一些受力特点，希望与大家分享。
，．饫蒿黔初钢管混凝主柱；钢粱节点；形式钢管混凝土结构是在钢管柱内填充素混凝土，实现在受力过程中充分发挥钢管和混凝土两种材料互补作用的一种钢管混凝土组合结构。
该结构可使构件截面减小，承载能力提高，整体重量减轻：由于钢管壁板不需太厚，可大量使用国产钢材并实现工厂化生产：能够大幅度节约钢材和基础费用，降低结构造价；因施工中可省去大量支模板的工作，．--_r使T期缩短1／4—1／3，环境污染小；由于柱子截面的减小，可使使用面积增加5％～80／0。
由于节点是诸多构件的力流交汇之处，节点的受力模式较之于—般构件更为复杂，特暑U是在她震作用下的节点受力尤为复杂，而且节点联系着多个构件，其失效的后果比起—般的构件更为严重，因此，在工程实践中，对节点的性能应格外重视。
1钢管混凝土柱—钢粱框架节点形式1．1铰接节点钢管混凝土柱一钢梁的铰接连接是指节点在外力作用下，梁与柱轴线夹角的改变量将达到理想铰接(指能自由转动的连接)转角的80％以上。
这种节点—般只将梁的腹板通过焊接在柱上的连接件用高强螺栓与柱连接，如果梁端剪力较大，也可在柱E增设牛腿，以传递过大的梁端剪力。
铰接节点构造简单，施工方便，但只能传递较小的弯矩，主要是用于传递粱端剪力。
12半刚接节点钢梁与钢管混凝土柱的半刚性连接是指节点在外力作用下。
梁与柱轴线夹角的改变量介于铰接连接和刚接连接之间的连接。
半刚性节点不仅能够传递剪力，还能传递部分弯矩。
对于半刚接节点，由于受力过程中梁和钢管混凝土柱轴线的夹角发生改变，会引起结构内力重分布。
结构受力比较复杂，且变形较大，因此在设计中采用时须慎重对待。
13刚搪节点刚接连接是指节点在外力作用下，对转动约束能达到理想刚接C指梁与柱轴线夹角保持不变的连接)的900／o以上。
方钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点静力和滞回性能分析
方钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点静力和滞回性能分析3杜培源黄炳生 黄顾忠(山东化工规划设计院 济南 250013)(南京工业大学 南京 210009)摘 要 采用有限元软件ANSYS对方钢管混凝土柱—钢梁节点进行了非线性静力分析和滞回分析,讨论外隔板式节点翼缘斜率对节点的应力分布规律、承载力、延性和滞回性能的影响。
分析表明,外隔板式节点具有很好的刚度和延性,节点滞回环饱满,耗能能力强,当梁端翼缘斜率不小于1/4时,可获得更好的受力性能。
梁柱连接处柱脚附近应力集中现象严重,因此梁柱连接的焊缝质量要有充分保证。
关键词 钢管混凝土 节点 翼缘斜率 滞回性能AN ALYSIS OF THE STATIC AN D H YSTERETIC BEHAVIO R OF THEOUTER DIAP HRAG M JO INTS BETWEEN CO N C RETE2F ILL EDS QU ARE STEEL TUBES AN D STEEL BEAMSDu Peiyua n Hua ng Bi ng sheng Hua ng Guzho ng (Shando ng C hemical Pl anning and Desig ni ng In stit ut e J inan 250013)(Nanji ng Univers i t y of Technology Nanjing 210009)ABSTRA CT It is ca rried out a n o nlinea r analysis of the joints betwee n concrete2filled squa re steel tube s a nd steel beams using t he finite element sof tware of ANS Y S under monotonic a nd the low cycle hyste retic loading,then discussed the eff ect s of the slope of the beam flange of the joints,axial compression force ratio and concret e stre ngth t he stre ss distributing rule s,bearing capacit y,ductility and hyste retic be havior s1The analysis indicates tha t the joints have good rigidity,duc tility and plump hysteretic ring,which ca n gain be tter performance when the slope of t he bea m flange of the joint s is not le ss than1/41At the column cor ner of t he joints,t her e is a severe st ress centraliza tion,so the welding lines should have better qualit y1KEY WO R DS concrete2f illed square steel t ube s joint s slope of the beam f la nge hysteretic behaviors 近年来,钢管混凝土结构以其在结构性能和施工工艺上的众多优点而在国内外高层建筑中广泛应用,成为高层建筑结构体系中的重要形式。
钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展
㊃综㊀述㊃钢结构(中英文),38(12),1-26(2023)DOI :10.13206/j.gjgS 23062902ISSN 2096-6865CN 10-1609/TF㊀㊀编者按:当前我国第五代GB 18306 2015‘中国地震动参数区划图“明确了基本㊁多遇㊁罕遇和极罕遇等四级作用的地震动参数确定方法并提高了工程结构抗震设防标准㊂组合结构适应国家新型城镇化建设重大需要,在城市人口密集区域和抗震设防高烈度区域具有广泛应用价值㊂由于钢管混凝土柱存在间接约束以及界面滑移等特性,其抗震能力可进一步挖掘,以提升强震下重要工程结构的安全性,或者在维持相同性能时节约材料用量㊂学者们通过模型试验㊁理论研究以及关键技术研发,所形成的系列成果在工程结构中得到了成功应用㊂为此,‘钢结构(中英文)“杂志特邀丁发兴教授为主编,系统组织了两期(本期及2024年第1期) 组合结构抗震性能与韧性提升 专栏,向读者介绍国内针对钢管混凝土柱㊁钢管混凝土柱-组合梁节点㊁组合框架以及组合框架-筒体结构等方面的最新研究成果,探讨各有效措施对抗震性能的影响规律,以期推动组合结构技术的完善与升级㊂钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展∗丁发兴1,2㊀许云龙1㊀王莉萍1,2㊀吕㊀飞1,2㊀段林利1,2㊀余志武1,2(1.中南大学土木工程学院,长沙㊀410075;2.湖南省装配式建筑工程技术研究中心,长沙㊀410075)摘㊀要:钢-混凝土组合结构因具有抗弯刚度大㊁承载力高㊁延性好和施工便捷等优点,适应国家新型城镇化建设重大需要,在城市人口密集区域和抗震设防高烈度区域应用广泛㊂在提高工程结构抗震设防标准的背景下,研究钢-混凝土组合结构的抗震性能,进一步提升其抗震韧性,建立具有更高韧性的钢-混凝土组合结构抗震设计方法对促进建筑结构实现 双碳 战略目标具有重要意义㊂为此,归纳总结了钢-混凝土组合结构抗震性能的研究进展,包括钢-混凝土组合梁㊁钢管混凝土柱及钢管混凝土柱-组合梁节点的滞回性能试验研究,以及钢-混凝土组合结构体系的拟静力㊁拟动力及振动台试验研究,讨论并比较了各种抗震分析模型及其方法,提出了当前研究存在的一些问题和尚需深入研究的方向㊂基于现有研究成果总结得到:1)组合梁主要依靠钢梁耗能,可采取增大钢梁截面尺寸的措施提高耗能能力㊂钢管混凝土柱主要依靠钢管和混凝土耗能,可采取拉筋增强约束措施直接约束混凝土,使其由脆性向塑性转变从而提高框架柱的耗能能力㊂与其他类型组合节点相比,刚性连接组合节点具有更好的耗能能力㊂2)罕遇地震下框架结构以梁耗能为主,而在超罕遇地震下仍以梁作为主要耗能部件将使工程成本大幅增加㊂由于超罕遇地震发生概率极低,若采取适当的增强约束措施使柱也具备耗能能力并参与耗能,则可在适当增加工程建设成本的同时使结构具有抵抗超罕遇地震的能力,此时组合结构抗震设计理念可由罕遇地震时的 强柱弱梁,梁耗能为主 向超罕遇地震时的 梁柱共同耗能 推进㊂3)基于平截面假定的杆系纤维模型计算软件通常适用于弹性和弹塑性小变形阶段分析,而当组合结构处于塑性大变形阶段时,结构杆件便不再符合平截面假设㊂对强震下组合结构体系的动力响应仿真模拟需要克服弹塑性小变形阶段的假定条件,采用适用于塑性大变形阶段结构分析的混凝土三轴弹塑性本构模型及相应的体-壳元模型是一种有效的途径㊂4)剪力墙结构具有整体性好㊁侧向刚度大等优点,但传统构造下其抗震能力较弱,可通过提升连梁和墙肢等耗能构件的耗能能力以增强结构整体耗能能力,如采用钢-混凝土组合连梁㊁型钢混凝土连梁或合理构造钢板连梁,以及型钢-约束混凝土或钢管混凝土墙肢等㊂5)工程结构在使用阶段面临着诸多灾害考验,传统方法根据不同外荷载进行独立抵抗设计,忽视了多灾害耦合作用机制,使结构综合抗灾性能难以满足使用需求,故建立安全可靠的抗多灾害设计方法和结构体系是结构工程师在防灾减灾领域的一项重大课题㊂关键词:钢-混凝土组合梁;钢管混凝土柱;钢-混凝土组合结构;抗震性能;试验研究∗国家自然科学基金项目(51978664)㊂第一作者:丁发兴,男,1979年出生,博士,教授㊂通信作者:王莉萍,女,1987年出生,博士,副教授,wlp2016@㊂收稿日期:2023-06-290㊀引㊀言中国是世界上地震灾害最严重的国家之一,地震灾害给人类社会活动造成了不可估量的损失㊂大量建筑结构因抗震能力不足而倒塌,造成的人员伤1丁发兴,等/钢结构(中英文),38(12),1-26,2023亡和经济损失使得抗震减灾技术成为结构工程师们面临的主要考验㊂为提高建筑结构的抗震性能,研究者们在结构布置和局部构造等方面展开了大量的研究工作㊂钢-混凝土组合结构因充分发挥了两种材料的力学性能优势,提升了结构的刚度㊁承载力和耗能能力而在高层及超高层建筑结构中得到了广泛应用[1]㊂随着经济社会的发展,工程结构抗震设防标准也在不断提升,研究钢-混凝土组合结构的抗震性能,进一步提升其抗震韧性,建立具有更高韧性的钢-混凝土组合结构抗震设计方法,对促进建筑结构实现 双碳 战略目标具有重要意义㊂组合结构中,钢-混凝土组合梁和钢管混凝土柱的材料利用效率最高,其抗震性能提升明显㊂为此,笔者对国内外相关钢-混凝土组合结构的主要研究成果进行归纳总结,对组合结构抗震性能方面需要进一步深入研究的工作进行展望,以期为后续研究工作提供一些参考和建议㊂1㊀钢-混凝土组合构件及节点抗震性能1.1㊀钢-混凝土组合梁钢-混凝土组合梁由钢梁和混凝土板通过栓钉连接而成,发挥了混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性能优势㊂Daniels等[2]对组合框架中的组合梁进行了抗震性能研究,并给出了组合梁的弹塑性分析方法㊂文献[3-5]先后对组合梁进行了低周往复试验研究,结果表明组合梁具有良好的耗能能力和延性,增设腹板加劲肋或增加腹板厚度能明显提高组合梁的极限承载力,改善构件延性㊂Gattesco 等[6-7]㊁Taplin等[8]和Bursi等[9-10]着重研究了剪力连接件对组合梁抗震性能的影响,指出剪力连接件的布置方式直接影响界面滑移量,进而影响组合梁极限承载力㊂国内聂建国等[11]首先进行了6组钢-混凝土叠合板组合梁低周往复荷载试验研究,结果表明钢-混凝土叠合板组合梁的滞回曲线饱满,且存在界面滑移,其剪力连接度直接影响构件正向极限抗弯承载力,而反向极限抗弯承载力则可依据简化塑性方法计算得出㊂此后,蒋丽忠等[12-16]和Ding等[17]先后对低周往复荷载下钢-混凝土组合梁的抗震性能进行了系列试验研究,分别探讨了剪力连接度㊁力比㊁栓钉直径㊁腹板厚度㊁纵向和横向配箍率对组合梁抗震性能的影响规律,并建立了恢复力模型[13]㊂Liu等[18]建立了三维实体-壳元模型,其中钢梁采用壳单元,混凝土采用实体单元,栓钉采用梁单元或弹簧单元,分析结果表明组合梁的抗震能力主要依靠钢梁翼缘,增大钢梁尺寸有利于提高抗震能力,而增大栓钉剪力连接度也有利于提高钢梁的耗能㊂1.2㊀钢管混凝土柱钢管混凝土柱由外钢管内部填充混凝土而成㊂自1965年日本九州大学学者Sasaksi和Wakaba-yashi对方钢管配筋混凝土柱进行拟静力试验后[19],Tomii等[20]也开展了圆钢管混凝土柱拟静力试验研究,表明钢管混凝土柱比钢筋混凝土柱具有更大的极限承载力,更好的延性和耗能能力,以及更小的刚度退化等特点㊂Elremaily等[21]最早根据试验结果和理论分析指出钢管约束作用提升了柱承载力和抗震性能㊂随后有关钢管混凝土柱抗震性能研究越来越丰富,研究者们分别从材料强度㊁轴压比㊁宽(径)厚比和长细比等方面探讨了钢管混凝土柱抗震性能规律㊂在材料强度方面,吕西林等[22]㊁韩林海等[23]和Liu等[24]先后研究了混凝土强度对钢管混凝土柱抗震性能的影响规律,结果显示随着混凝土强度的提升,试件初始刚度略有增大,极限承载力也有所提高,但其延性和耗能能力均下降,且刚度退化加快㊂游经团等[25]和Yadav等[26]的试验结果表明:增大钢管屈服强度能够明显提升极限承载力,但对初始抗弯刚度几乎无影响㊂Varma等[27-28]探讨了钢材强度对柱抗震性能的影响规律,低轴压比下柱的延性系数随钢材强度的增大而降低,而当轴压比较大时,该规律并不明显㊂在轴压比方面,吕西林等[22]㊁Liu等[24]㊁游经团等[25]㊁Varma等[27-28]㊁张春梅等[29]㊁李学平等[30]㊁李斌等[31]㊁聂瑞锋等[32]和Cai等[33]通过试验研究发现,轴压比是影响柱抗震能力的直接因素,增大轴压比导致水平承载力㊁延性和耗能能力下降,刚度退化明显㊂在宽(径)厚比方面,吕西林等[22]㊁Liu等[24]㊁Yadav等[26]和李学平等[30]的试验表明,试件水平极限承载力随着宽(径)厚比增大而降低㊂Varma 等[27-28]㊁李斌等[31]和余志武等[34]指出,提高宽(径)厚比可使其延性系数下降㊂聂瑞锋等[32]和Matsui等[35]指出,宽(径)厚比越大,耗能能力越弱㊂在长细比方面,李斌等[31]㊁聂瑞锋等[32]和邱增美等[36]通过试验研究表明,随着长细比的增加,钢管混凝土柱初始刚度明显降低,刚度退化加快,水平2钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展承载力和耗能能力变弱,延性系数也明显下降,当长细比达到一定值时延性系数下降更快㊂为加强大宽(径)厚比钢管对混凝土的约束作用而提升其抗震性能,学者们陆续提出了诸多约束措施,如在柱端部焊接钢板或角钢[37],包裹纤维复合材料[38],设置约束拉杆[39]㊁栓钉[40]㊁加劲肋[41]或斜拉肋[42]等局部加强措施,如图1a ~1g 所示,这些局部加强构造一定程度上延缓了柱端塑性铰的形成与发展㊂a 钢板约束;b 角钢约束;c 纤维复合材料约束;d 拉杆约束;e 栓钉约束;f 加劲肋约束;g 斜拉肋约束;h 内拉筋约束㊂图1㊀各种约束方式下的钢管混凝土柱由于钢管对混凝土的约束作用为间接被动约束,丁发兴[43]在比较各种约束方式后提出了内拉筋约束钢管混凝土柱技术,如图1h 所示,并揭示了内拉筋直接约束混凝土的工作原理㊂此后,丁发兴课题组开展了端部拉筋钢管混凝土柱抗震性能试验研究,截面形式包括矩形[44]㊁圆形[45]㊁椭圆形[46]㊁圆端形[47]等,探讨了拉筋与钢管内表面接触方式的影响[48],试验结果表明,实际轴压比高达0.8的超高轴压比钢管混凝土柱仍呈现延性破坏,且钢管混凝土柱塑性铰展现出小偏压和大偏压两个阶段,其韧性得到进一步提升㊂同时,课题组基于体-壳元模型进行了有限元模拟,其中混凝土采用实体单元,钢管采用壳单元,拉筋采用杆单元,分析结果表明,压弯荷载下拉筋具有降低界面滑移㊁直接约束混凝土以及促进钢管抗弯等效果,从而提高抗弯刚度㊁承载力和耗能能力,其中拉筋大幅度提高了混凝土的耗能能力[49]㊂1.3㊀钢管混凝土柱-组合梁节点作为钢-混凝土组合结构的关键传力部位,组合节点的剪力主要通过钢梁腹板传递,其次通过节点区混凝土和钢管壁间的黏结力和摩擦力传递,而弯矩则主要由加强环板㊁内隔板等构件传递[50]㊂现有节点试验不少是以钢管混凝土柱和纯钢梁的连接为研究对象,而相关组合框架及组合节点的试验研究结果表明,钢梁与楼板在进入弹塑性阶段之后仍能发挥明显的组合效应[51],这种组合效应能显著提高结构的刚度㊁强度及耗能能力,抑制钢梁上翼缘屈曲,增强钢梁的稳定性[52]㊂另外,当节点区域受正向弯矩作用时,楼板与钢梁的组合效应更为显著[53-54],楼板的存在将使中性轴上移,导致钢梁下翼缘应变明显增大,从而促使下翼缘更易发生屈服及破坏,降低组合梁的转动能力[55]㊂鉴于钢筋混凝土楼板对节点区域及结构体系具有重要影响,笔者仅对考虑楼板的组合节点抗震性能试验进行梳理㊂组合梁节点及框架试验表明负弯矩区钢梁下翼缘由于受压易过早出现局部屈曲和失稳的问题,李杨等[56]在普通组合梁负弯矩区下翼缘增设一块混凝土板,开展了钢-混凝土双面组合梁节点的抗震性能试验,与普通组合梁节点相比,双面组合梁节点具有更高的刚度和承载力,但在刚度退化㊁延性系数和耗能能力等方面无明显优势㊂在削弱式节点方面,Xiao 等[57]和Li 等[58]对带楼板的狗骨式节点进行了拟静力试验,结果表明,减小梁截面可促进削弱区域塑性铰的形成,有效避免节点核心区焊缝撕裂㊂在传统刚性节点方面,聂建国课题组先后完成了内隔板式节点[59]㊁栓钉内锚固式节点㊁外隔板式节点[60]和内隔板贯通式节点[61]的拟静力试验研究㊂研究发现:内隔板式节点表现出较强的极限承载能力,但其位移延性系数低;而栓钉内锚固式节点具有较强的变形能力,但极限承载力较低;相比之下,外隔板式节点和内隔板贯通式节点在极限承载能力㊁位移延性系数和耗能能力等方面均具有良好的性能[60-61]㊂此外,聂建国等[62]建立了组合节点剪力-剪切变形曲线的恢复力模型,提出了组合节点屈服抗剪承载力和极限抗剪承载力计算公式㊂韩林海课题组[63-64]采用外环板式节点对圆钢管混凝土柱-组合梁节点进行拟静力试验研究,提出了节点的抗剪承载力公式和核心区剪力-剪切变形恢复力模型㊂周期石等[65]提出了楼板钢筋和钢梁翼缘削弱穿入钢管混凝土柱的刚接节点,发现楼板钢筋的穿入增强了节点区域钢梁抗弯刚度和楼板的组合效应,而钢梁翼缘削弱的穿入降低了穿入钢梁对浇筑柱中混凝土的影响㊂研究表明,对于钢梁翼缘削弱穿入钢管混凝土柱的刚接节点,当削弱程度不大时,节点具有良好的抗震性能,但仍将降低节点的刚3丁发兴,等/钢结构(中英文),38(12),1-26,2023度㊁承载力和耗能能力㊂在半刚性节点方面,Mirza等[66]分别对半刚性单边螺栓节点进行了静力和拟静力试验,并根据有限元分析结果给出了构造设计方法㊂王静峰等[67-69]进行了半刚性单边螺栓节点试验,包含圆㊁方钢管和带纵向加劲肋钢管的拟静力试验以及带纵向加劲肋钢管混凝土柱的拟动力试验㊂试验结果表明,圆钢管混凝土柱-组合梁节点的承载力和弹性刚度要大于方截面[67];外伸端板连接节点的承载力和弹性刚度要大于平齐端板连接,而其转动能力和延性性能要低于平齐端板连接[68-69]㊂Yu等[70]提出了上焊下栓式的节点连接方式,即钢梁上翼缘与柱隔板焊接,下翼缘与柱隔板通过螺栓连接,螺栓连接处板件的滑移有利于降低钢梁下翼缘应力,避免出现过早断裂的现象㊂欧洲规范[71]中,根据初始转动刚度大小,将节点分为铰接㊁半刚性连接和刚性连接;根据抗弯承载力大小,将节点分为铰接㊁部分强度和全强度㊂Ding 等[72]认为该分类标准对于半刚性连接节点的定义较为宽泛,难以准确判定试件的类型,应根据节点的初始转动刚度㊁抗弯承载力和耗能能力等性能指标综合定义,并将其细化为半刚接㊁准刚接㊁Ⅰ类刚接和Ⅱ类刚接四类㊂据此,丁发兴等[73]完成了端板螺栓连接和加强环连接组合梁节点的拟静力试验,利用柱内拉筋 强柱 构造和加劲肋 强梁 构造技术实现了节点核心区强连接,显著提升了螺栓连接节点的初始转动刚度㊁抗弯承载力和耗能能力,使栓连节点达到了刚性节点的性能要求㊂同时,内拉筋 强柱 构造技术实现了轴压比高达0.8时,组合节点梁端发生弯曲破坏的失效模式㊂除了以上相关平面框架组合节点抗震性能试验研究外,樊健生等[74-75]从加载路径㊁混凝土楼板㊁柱类型及节点位置等方面对空间组合内隔板贯通式节点进行了拟静力试验,结果表明空间受力的节点在承载力和延性性能等方面均有明显下降,因此平面荷载作用不能完全反映其抗震性能,在节点设计中应考虑空间荷载的耦合作用㊂2㊀钢-混凝土组合结构体系抗震性能组合梁㊁柱及其组合节点等构件的研究最终以在结构体系中的应用为落脚点,因而各类组合构件集成后的体系响应是工程实践重要的关注点之一㊂笔者以钢-混凝土组合框架结构为主要对象,根据不同试验方法分别梳理了研究者在有关结构体系抗震方面的研究成果㊂2.1㊀试验研究2.1.1㊀拟静力试验Matsui[76]㊁Kawaguchi等[77-78]㊁马万福[79]㊁钟善桐等[80]㊁李斌等[81]㊁王来等[82]㊁李忠献等[83]和王先铁等[84]对钢-混凝土组合框架模型进行了系列抗震性能试验研究,指出钢-混凝土组合框架结构的抗震性能要优于钢筋混凝土框架和钢框架结构㊂为研究混凝土楼板在框架结构中的组合效应,聂建国等[85]完成了4层单跨纯钢框架和组合框架结构的拟静力试验㊂结果表明:与整体性较差的纯钢框架相比,组合框架的抗侧刚度因混凝土楼板空间作用而大幅提升㊂Tagawa等[86]㊁Nakashima 等[87]和聂建国等[52,88]分别进行了足尺框架子结构拟静力试验,探讨了混凝土楼板对结构刚度㊁强度㊁耗能及变形能力的影响规律,确定了在结构设计中楼板组合效应的有效计算宽度㊂王文达等[89]㊁王先铁等[90]和余志武等[91]以柱截面形状㊁材料强度㊁含钢率㊁轴压比和梁柱线刚度比等为研究对象,对组合框架结构开展了往复荷载作用下的试验研究,探讨了各参数对组合框架结构抗震性能的影响规律,提出了钢管混凝土框架荷载-侧移实用恢复力模型及位移延性系数简化计算方法㊂王静峰等[92-94]和王冬花等[95]研究了往复荷载作用下半刚性单边高强螺栓连接组合框架的抗震性能和破坏机理,分析了滞回及骨架曲线㊁强度和刚度退化规律㊁延性及耗能能力等力学性能指标,并建立了半刚性钢管混凝土框架的弹塑性地震反应分析模型,提出了一种适用于半刚性钢管混凝土框架的P-Δ关系曲线的简化二阶方程和弹塑性层间位移的简化计算方法㊂此外,赵均海等[96]提出了装配式复式钢管混凝土框架结构及其极限承载力简化计算方法,阐述了柱-柱拼接节点和加强块梁柱节点在此类结构中的应用效果㊂Ren等[97]和王波等[98]在钢管混凝土框架中增设屈曲约束支撑装置,研究水平反复荷载作用下耗能减震部件对结构抗震性能的影响㊂结果表明:增设屈曲支撑不仅对结构的刚度和承载力有提升作用,还能延缓塑性铰的形成,增强结构延性和耗能能力㊂丁发兴等[99]完成了2层2跨组合框架对比试验研究,结果表明:内拉筋强柱构造措施提升了框架结构的刚度和承载力,延缓了柱端塑性铰的形成,增强了结构延性和耗能能力㊂由此可见,内拉筋提升框架柱的刚度㊁承载力和耗能能力,其效果相当于增4钢-混凝土组合结构抗震性能研究进展设屈曲支撑㊂2.1.2㊀拟动力试验宗周红等[100]通过对缩尺比例为1/3的半刚性两层空间组合框架的拟动力试验,从层间刚度㊁自振频率㊁加速度反应㊁位移反应和滞回曲线等方面评估了该结构的动力响应和耗能性能,研究了峰值加速度㊁频谱特性和强震持续时间对结构动力响应和力学性能的影响,建立了组合框架结构动力分析模型㊂Herrera等[101]按照3/5的比例对一幢节点采用T型连接方式的4层组合框架进行了拟动力试验,结果表明此类节点的组合框架满足美国相关设计标准㊂在半刚性节点组合框架方面,He等[102]对缩尺比例为4/7的端板螺栓连接组合框架子结构模型先后进行了拟动力㊁拟静力和静力推覆试验,从层间位移及剪力㊁应变㊁转角和耗能等方面分析结构在多遇地震㊁设防地震㊁罕遇地震和超罕遇地震水准下的动力响应㊂完海鹰等[103]对节点采用长螺栓式双腹板顶底角钢半刚性连接的钢管混凝土框架进行拟动力试验研究,探讨不同峰值加速度下结构的受力特征㊁刚度退化㊁动力响应及耗能能力㊂王静峰等[104-105]通过两组拟动力试验分别研究了钢管混凝土柱-组合梁框架和钢管混凝土柱-钢梁框架的动力性能和破坏特征,探讨了柱截面形式和端板类型对结构性能的影响㊂试验结果表明,圆形柱组合框架的最大位移响应和累积耗能均大于方形柱组合框架,但其初始刚度和承载力则弱于方形柱组合框架㊂此外,王静峰等[106]还采用混合试验方法对装配式中空夹层钢管混凝土组合框架开展了拟动力试验研究,分析了该组合框架结构在峰值加速度为0.62g和1.24g时的动力响应和破坏机理㊂在屈曲约束支撑组合框架方面,Tsai等[107-108]完成了多级地震作用下3层3跨足尺钢管混凝土柱屈曲约束支撑框架拟动力试验研究,探讨了屈曲约束支撑对结构整体抗震性能的影响,并从有效刚度㊁耗能和位移延性系数等方面评估了支撑构件连接方式的有效性㊂郭玉荣等[109]完成了防屈曲支撑组合框架子结构拟动力试验,提出了防屈曲支撑可增强结构的抗侧刚度和变形恢复能力㊂2.1.3㊀振动台试验黄襄云等[110-111]利用振动台试验对5层2跨2开间钢管混凝土空间框架结构的动力特性㊁加速度反应和位移反应进行了分析,并分别按等强度㊁刚度㊁截面积的原则将钢管混凝土柱换算成钢筋混凝土柱进行试算,综合评定了该结构的抗震性能㊂杜国锋等[112]采用单输入㊁单输出方式对8层单跨2开间钢管混凝土柱-钢梁框架进行动力特性试验,并通过3种不同地震波作用分析了结构的最大地震作用力㊁层间剪力㊁位移和应变反应㊂邹万山等[113]通过振动台试验得出,不同频谱特性的地震波对模型结构的加速度和位移反应分布曲线形状影响较小,且模型各层绝对加速度主要由前两阶振型决定,其他高阶振型的影响可以忽略㊂罗美芳[114]研究了不同工况下4层钢-混凝土组合框架结构的动力响应及破坏模式,评价了该结构的抗震性能㊂童菊仙等[115-116]设计并制作了有㊁无侧向耗能支撑的5层单跨2开间的方钢管混凝土柱框架模型,利用振动台试验对两种框架的动力特性和地震响应进行分析,得到了结构的振型㊁周期和阻尼比等基本属性,以及地震波作用下的位移㊁加速度和应力响应㊂结果表明:即使没有楼板的组合作用,结构仍具有较好的抗震性能;侧向支撑可承担部分水平地震作用,减小了结构的动力反应㊂陈建斌[117]和吕西林等[118]完成了国内首个方钢管混凝土高层组合框架-支撑结构振动台试验㊂试验中发现结构支撑体系的破坏较为严重,试验结果表明:该结构的动力性能介于钢筋混凝土结构和钢结构之间且更倾向于钢结构,其塑性㊁韧性和抗震性能表现良好,并通过计算结果显示阻尼器对加快结构峰值反应后的振动衰减具有较大作用㊂为研究地震作用下半刚性连接组合梁框架的动力特性以及破坏模式,李国强等[119]进行了1个足尺半刚性连接组合梁框架结构模型振动台试验研究㊂结果显示:当峰值加速度高达1.2g时,结构整体仍未发生明显损坏,表明该结构形式可满足高烈度区域的抗震设防要求㊂Han等[120]对两个由组合框架结构和钢筋混凝土剪力墙混合形成的高层建筑模型进行了振动台试验,对比分析了圆钢管混凝土柱和方钢管混凝土柱对该混合结构体系整体性能的影响,验证了组合框架结构与核心剪力墙结构在地震作用下优良的复合效应和抗震性能㊂2.2㊀理论分析静力弹塑性分析法是以反应谱为基础,首先依据抗震需求谱和结构能力谱得到地震作用下建筑结构所产生的目标位移,随后在建筑结构上施加稳定的竖向荷载,同时施加单调递增的水平荷载直至达到目标位移,最后评估结构最终状态下的抗震性能㊂通过该方法可以评估地震作用下结构的内力和变形5。
方钢管混凝土柱—钢梁节点静力受拉性能研究
维普资讯
第２ ３卷 第 ４期
２０ ０ ８年
山 东 建 筑 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮ ＯＦ ＨＡＮＤＯＮＧ Ｉ ＡＬ Ｓ ＪＡＮＺ ＵＮＩ ＲＳＴ ＨＵ ＶＥ Ｉ Ｙ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ４ Ｉ２ ．
Ａｕ ． ｇ ２０ ８ ０
８月
ｃ ｐ ｃｔ ｎ ｏ ｄ ｄ ｃ ｉｉ ． Ｍｅ ｈ ｎｉａ ｅ ａ ｉ ｒｏ ｏ ｎ ｃｉ ｎ ｎｄ ｒｔ ｅ ｍｏ ｏ ｏ ｉ ｏ ｄ ｎ ｒ ｎ ． ａ ａ ｉｙ ａ ｄ ｇ ｏ ｕ ｔ ｔ ｌｙ ｃ ａ ｃ ｌｂ ｈ ｖｏ ｆｃ ｎ ｅ ｔｏ ｓｕ ｅ ｈ ｎ ｔ ｎ ｃ ｌａ ｉ ｇ ａ ｅ ａ ａ
资产 处 ， 东 济 南 ２０ ０ ） 山 ５ １ １
摘要 ： 为研究方钢管混凝 土柱 与钢梁翼缘连接 的受力性 能 ， 隔板 贯通节点梁翼缘 受拉模 型进行 了十个节点 试 对
件 的静 力拉伸试验 ， 试验结果 表明 ， 隔板贯通节 点具 有较 高的承 载力 和 良好 的延性 。采用 Ａ Ｓ Ｓ程 序对 了节 ＮＹ 点进行 了单调 加载分析 ， 非有 限元 分析得 出的荷载一 位移 曲线 与试验 结果 吻合较 好。在此 基础 上对 隔板贯 通 节点进行 了参 数分析 ， 研究结 果表明 ： 响节点受力性能的 主要 因素是隔板的厚度 、 注孔径 和钢管 的宽厚 比， 影 浇
ｊｉｔｓｄａ ｅｅ ｆｃｎ ｒ ｅ ｃｓ ｈｌ，ｄａｈａｍ ｔｉ ｎ ｓ ｎ ｈ ｉｔ— ・ ｉｋ ｅｓｒｔ ｆｔｅ ｏｎ ｉ ｉ ｔ ｏ ｏ ｃｅ ａｔ ｏ ｍ ｒ ｔ ｅ ｉ ｒｇ ｈｃ ｅｓａｄ ｔｅ ｗｄｈｔ ｔ ｃ ｎ ｓ ａ ｏｏ ｐ ｋ ｏｈ ｉ ｈ
方钢管混凝土柱-翼缘削弱型钢梁内隔板节点力学性能研究
理取值范 围。
［ 关键 词 ］ 翼缘削弱型节点 ； 钢管混凝土柱 ； 塑性 铰 ； 延性 ； 削 弱 深 度 ［ 中图分类号 ］ Ｔ Ｕ ３ ９ ８ ［ 文献标识码 ］ Ａ
Ｒｅ ｓ ｅ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｅ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｒｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ Ｂ ｅ ａ ｍ Ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ（ Ｒ Ｂ Ｓ） ｔ ｏ Ｓ ｑ ｕ ａ ｒ ｅ
Ｇ ａ ｎ ｓ ｕ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ５ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；２ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｆ ｏ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ，Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
［ 提
要］ 翼 缘 削 弱 型 节 点 可 将 塑 性 铰 外 移 到梁 端 ， 从而有 效地保护 节点 ， 避免发生脆性 连接破 坏。基于 Ａ Ｂ Ａ Ｕ Ｑ Ｓ软 件 ， 参
211063693_隔板贯通式方钢管混凝土柱－钢蜂窝梁节点抗震性能
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ＤＴＳＣＦＳＴＣ￣ＳＣＢ ｊｏｉｎｔ ｉｓ １０％ ｌｏｗｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｓ
ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓꎬＦＥＭ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ ｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ＤＴＳＣＦＳＴＣ￣ＳＣＢ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｉａｐｈｒａｇｍ￣ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｙｐｅ ｓｑｕａｒｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｉｌｌｅｄ ｓｔｅｅｌ ｔｕｂｕｌａｒ ｃｏｌｕｍｎ￣ｓｔｅｅｌ ｂｅａｍ
Ｆｉｇ ２ Ｔｈｅ ｐｌａｎｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｄｉａｐｈｒａｇｍ
根据试验建立有限元模型ꎬ混凝土采用
塑性损伤模型和 Ｃ３Ｄ８Ｒ 单元ꎬ钢材采用三
折线简化模型和 Ｓ４Ｒ 单元ꎮ 材料参数均根
据材性试验设置ꎮ 方钢管混凝土柱与隔板、
隔板与钢蜂窝梁、钢蜂窝梁与方钢管混凝土
柱间均采用绑定( Ｔｉｅ) 连接ꎬ方钢管与核心混
２０２３年３月
第３９ 卷 第 ２ 期
沈阳建筑大学学报( 自然科学版)
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｊｉａｎｚｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ( Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ)
文章编号:２０９５ － １９２２(２０２３)０２ － ０２１９ － ０８
Ｍａｒ. ２０２３
Ｖｏｌ . ３９ ꎬ Ｎｏ. ２
ｄｏｉ:１０. １１７１７ / ｊ. ｉｓｓｎ:２０９５ － １９２２. ２０２３. ０２. ０４
方钢管混凝土柱-钢梁组合节点试验研究的对比分析
方钢管混凝土柱-钢梁组合节点试验研究的对比分析【摘要】本文介绍了方形钢管混凝土柱-钢梁隔板式连接节点在国内外的研究现状，对比分析了方钢管混凝土柱-钢梁组合节点试验试件的破坏模式以及加载制度，并对今后的试验研究需要进一步解决的问题进行了探讨。
【关键词】方钢管混凝土柱-钢梁; 节点试验;破坏模式;加载模式【abstract 】this paper introduces the concrete filled steel tube column-square steel partition type connected node in the domestic and foreign research status, comparison and analysis of the concrete filled steel tube column-the party steel beam combination node test specimen failure mode and loading system, and future research needs further testing to solve the problems are discussed.【keywords 】party CFST column-steel beam; Node test; Failure mode; Loading mode方钢管混凝土结构具有强度高、延性好、耐火强、抗震性能优越等特点，连接节点设计及施工简便，成为钢结构住宅、多高层建筑发展的一个重要方向。
一、国外的试验研究现状1985年，Mastui首次提出并研究了外隔板式和隔板贯通式节点，进行了6个方钢管混凝土柱-宽翼缘钢梁外隔板和隔板贯通节点试件的静力试验研究,提出了两种节点的容许抗弯承载力计算公式，被日本建筑学会AIJ（1987）规范所采用。
1995年，Koji Morita 等通过对水平和竖直内隔板式节点的拟静力试验研究，首次利用了屈服线理论得出了节点的抗拉及抗剪承载力计算公式。
方钢管混凝土柱-外环板式组合梁节点在地震损伤后的耐火性能分析
文章编号：1000-4750(2021)03-0073-13方钢管混凝土柱-外环板式组合梁节点在地震损伤后的耐火性能分析王文达1,2，陈润亭1(1. 兰州理工大学土木工程学院，兰州 730050；2. 兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室，兰州 730050)摘 要：为研究方钢管混凝土柱-外环板式组合梁节点在地震损伤后的耐火性能，该文建立了有限元数值模型，并用其他研究者完成的试验数据对模型进行了验证。
在此基础上分别建立了震损后组合梁节点在三种受火工况下耐火极限计算模型，分析了组合梁节点柱防火保护层在滞回加载中的脱落位置及脱落程度和三种受火工况对节点耐火极限、破坏模态的影响。
结果表明：经历柱端往复荷载作用的节点随着损伤程度的不断加重，钢管应力值及变形程度明显增大；当节点在楼板以下区域受火时，随着受火时间的增长，栓钉由底部至顶部的温度梯度较明显，楼板混凝土由于栓钉的影响，温度场分布呈现波浪形；不同损伤程度及不同受火工况对节点破坏模态均影响显著，但有无考虑防火保护层脱落的节点在三种受火工况下的破坏模态均没有较大差别；在楼板以下区域受火及楼板以上区域受火两种工况下，防火层脱落对重度损伤节点的耐火极限影响显著。
在楼板上下区域均受火的工况下，防火层脱落对节点的耐火极限没有显著影响。
关键词：外环板式组合梁节点；震后火灾；数值模拟；耐火极限；破坏模态；防火保护层；损伤程度中图分类号：TU398 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.04.0259ANALYSIS ON THE FIRE RESISTANCE OF SQUARE CONCRETE-FILLED STEEL TUBULAR COLUMN TO COMPOSITE BEAMWITH OUTER RING PLATE CONNECTIONSAFTER EARTHQUAKE DAMAGEWANG Wen-da 1,2, CHEN Run-ting1(1. School of Civil Engineer, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China;2. Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation in Civil Engineering of Gansu Province, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China)Abstract: To study the fire resistance of the square concrete-filled steel tubular column to composite beam with outer ring plate connections after earthquake damage, finite element numerical models were established and verified by experimental data of other researchers. The finite element models for the fire resistance of composite beam joints under three fire conditions after earthquakes were established. The impact of the shedding position and degree of the fire protection layer of the column in hysteretic loading and three fire conditions on the fire resistance and failure modes was analyzed. The results indicate that the stress value and deformation degree of the steel tube increased obviously with the increase of the damage degree of the joint under the hysteretic loading at the column end. When the joint was exposed to fire in the area below the RC slab, the temperature gradient of the stud from the bottom to the top was obvious with the increase of the fire time. The temperature field distribution of the RC slab was wavy due to the influence of the stud. Different damage degrees and different fire conditions had significant effects on the failure modes. However, there was no significant difference on the failure modes with or without the fire protection layer falling off under the three fire conditions. Under the two fire conditions in收稿日期：2020-04-29；修改日期：2020-07-01基金项目：国家自然科学基金项目(51778274)；甘肃省高校协同创新团队项目(2018C-08)通讯作者：王文达(1976−)，男，甘肃人，教授，博士，博导，主要从事钢与混凝土组合结构及结构抗火研究(E-mail: **************.cn ).作者简介：陈润亭(1993−)，男，山东人，硕士，主要从事钢管混凝土柱-钢梁节点抗火研究(E-mail: ****************) .第 38 卷第 3 期Vol.38 No.3工 程 力 学2021年3 月Mar.2021ENGINEERING MECHANICS73the area below the RC slab and the area above the RC slab, the shedding fire layer had a significant influence on the fire resistance of severely damaged joints. Under the condition that both the upper and lower areas of the RC slab were under fire, the shedding fire layer had no significant influence on the fire resistance of the joints.Key words: composite beam with outer ring plate connection; fire following earthquake; numerical analysis; fire resistance; failure mode; fire protection layer; damage degree震后火灾是人类面临最常见的次生灾害之一。
新型钢管混凝土柱_钢筋混凝土梁节点抗震性能试验研究_尧国皇
E － mail： yaogh@ szmedi. com. cn
收稿日期：2010 － 10 － 20
工业建筑
2011 年第 41 卷第 2 期
97
点具有施工方便 、 构造简单 、 传力明确的优点 。 厦门 海峡交流中心二期二号塔楼结构
［ 7］
（ 图 1 ） 已采用了
8］ 这种新型节点 。 文献［ 报道了这类新型节点的静 表 明， 在 轴 向 荷 载 作 用 下， 力性能的试验研 究 结 果， 钢管混凝土 柱 先 于 节 点 而 破 坏， 满 足 了“强 节 点 弱 柱” 要求 。 为 了 进 一 步 研 究 这 类 节 点 抗 震 性 能， 本 文以该塔楼结构节 点 为 原 型， 设计了 4 个节点试件 并进行往复荷载作用下的试验研究 。 图 2 给出了该 塔楼结构采用典型的框架 － 核心筒体系中的外框架 其在节点区域对外钢管开矩形 梁柱节点的示意图， 孔， 同时在剩下的钢管环带上焊栓钉， 对节点部位钢 管进行加强 。
5. 厦门经济特区房地产开发集团有限公司， 福建厦门
摘
要 ： 提出一种钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁 的 新 型 节 点 形 式 。 在 钢 筋 混 凝 土 梁 与 钢 管 混 凝 土 柱 连
接区， 钢管局部开矩形孔 、 节点区域钢管加强， 使钢筋混凝 土 梁 中 的 纵 向 钢 筋 直 接 伸 入 节 点 ， 节点混凝土与梁 中混凝土成为整体， 方便施工且保证了节点刚度 。 通过 4 个节点试件的试验， 研究节点的破坏过程 、 破坏形态 节点 破 坏 由 梁 的 破 坏 引 起 ， 直 至 节 点 达 到 极 限 状 态， 节点 和耗能性能 。 研究结果表明：节点的滞回曲线饱满， “强柱 、 尚未破坏， 证实了这种节点的可行性， 且满足 弱梁 、 节点更强 ” 的抗震设计原则 。 关键词 ： 钢管混凝土； 节点； 抗震性能； 试验研究； 承载力
钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2018, 7(3), 421-427Published Online May 2018 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2018.73048The Experimental Research on CyclicBehavior of Beam-CFST Column ConnectionsLi He, Yisheng Zhao, Jie Luo, Shiqiang MeiYunnan Construction Engineering Steel Structure Co., Ltd., Kunming YunnanReceived: May 3rd, 2018; accepted: May 15th, 2018; published: May 22nd, 2018AbstractIn recent years, with the promotion and development of steel structure in residential market, concrete filled steel tubular column is formed by the reliable connection of the horizontal compo-nent such as beam and plate. The calculation method and construction measures of concrete filled steel tubular joints are the key problems in design. In this paper, the stress distribution of the joint is studied. The load-displacement cures of the joints are obtained, as well as the yield strength and the ultimate strength. It indicates that joints filled with concrete have preferable stiffness and ductility.KeywordsJoint, Load-Displacement Curve, Yield Strength, Stiffness钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究何力，赵一盛，罗杰，梅世强云南建投钢结构有限公司，云南昆明收稿日期：2018年5月3日；录用日期：2018年5月15日；发布日期：2018年5月22日摘要随着住宅钢结构的推广发展，钢管混凝土柱与梁、板等水平构件的连接形成重要的结构体系，特别是形成抵御地震作用的抗侧力体系。
翼缘开孔削弱型节点受力性能分析
翼缘 开 孔 削 弱 型 节 点 受 力性 能 分析
王 羡农 孟 庆轩 邵 珠腾
（ 河北工程大学土木工程学 院 ， 河北邯郸 ０ ５ ６ ０ ３ ８ ）
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摘 要 ： 为 了分 析 不 同 削 弱 参 数 对 翼 缘 开 孔 削 弱 型 节 点 抗 震 性 能 的 影 响 ， 应用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ有 限 元 软 件 ， 将 不 同 削弱 参 数 的 翼 缘 开孔 削 弱 型 节 点 和 未 开 孔 普 通 节 点 进 行 对 比分 析 ， 研 究 了翼 缘 开 孔 削弱 型 节 点 在 不 同 削 弱 参 数 下 的 骨 架曲线、 极 限承 载力 、 延性和耗 能能 力。结果表 明 ： 相 比未开孔普 通节点 ， 削弱 参数 在 合 理 范 围 内取 值 ， 可 以使
示 。 试 件 参 数 如 表 １所 示 ， Ｒ Ｂ － ｂ ａ ｓ ｅ为 普 通 未 削 弱
节 点试 件 ， Ｒ Ｂ — Ａ组 、 Ｒ Ｂ — Ｄ组和 Ｒ Ｂ — Ｌ组 均 为 变 参
数 削弱 试 件 。
邯 郸 市 科技 局项 目（ １ ３ ２ ８ １ ３ ０ ０ ８ ６ ） 。 第一作者 ： 王 羡农 ， 女 ， １ ９ ６ ５年 出生 ， 硕士 ， 教授。 通信作者 ： 孟庆轩 ， ｍｂ ｌ ｕ ｅ ｓ ｋ ｙ ０ ３ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ。 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７—０ ６— ３ ０
为梁翼 缘 削弱 起 始 距 离 ， Ｂ 为 梁 翼 缘 孔 中心 至 梁
翼 缘 边缘 的距 离 ， Ｄ 为 梁翼 缘 开 孔 直径 ， Ｌ 为 相邻
方钢管混凝土柱-型钢梁连接的构造措施
279
Henan Building Materials
河南建材 20189 年第 15 期
DOI:10.16053/ki.hnjc.2019.05.375
雷州会馆建筑研究— — —以仙城会馆为例
陈伟 广东工业大学华立学院（511325）
摘 要:雷州会馆建筑是雷州传统建筑之一，有着较高的历史价值、艺术价值、科学价值、社会价值和文化 价值。仙城会馆是雷州会馆建筑中仅存四座之一，建成最早，规制甚高，规模宏大，在雷州传统建筑中较为 罕见。由于历史的原因，仙城会馆建筑保存现状不容乐观，因此，对其进行建筑研究保护刻不容缓。文章以 文献研究和实地调研为依据，梳理仙城会馆的历史和分布，考证仙城会馆的建筑形制，并对仙城会馆未来 的发展提出一些建议，为后人研究雷州会馆提供参考。 关 键 词 :会馆建筑；雷州；保护；利用
志》等著作的研究多倾向于历史学、社会学、经济学
施 等领域的研究。 其中，吴凯先生写的“明清代徐闻的
工 会馆”着重讲了会馆建筑特色；李龙先生写的“仙城
会馆之变迁”着重讲到会馆的历史和产生的经济影
响。 较其他领域而言，建筑领域对仙城会馆的研究
数量和深度都有待进一步加强。
文章以古雷州府的城市和社会发展为背景，以
内隔板式节点是在方钢管混凝土柱内部，在与 型钢梁翼缘平齐的位置，焊接两块隔板。 构造形式 简单，但受到方钢管尺寸的限制，焊缝质量很难保 证。 同时，隔板对混凝土的浇筑与密实度有较大影 响，需要对内隔板进行开孔处理。 1.3 隔板贯通式节点
隔板贯通式节点需要在于型钢梁连接处将方 钢管混凝土柱断开，在与型钢梁翼缘平齐的位置，采 用两块贯穿方钢管混凝土柱的隔板与型钢梁采用 焊接或螺栓方式连接，这种构造形式便于施工，但方 钢管混凝土柱的整体性被破坏，节点区是框架柱轴
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型的基础上 ， 本文采用 Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ有 限 元 软 件 建 立 了方 钢 管 混 凝 土 柱 一翼 缘 削 弱 型 钢 梁 （ Ｒ Ｂ Ｓ ） 内 隔板 式 节 点 数 值 分 析 模 型 ， 分 别 进 行 了单 调 加 载 和 往 复 加 载 下 滞 回性 能 的数 值 模 拟 ， 并 将 有 限元 模 型计 算 结 果 与 已有 试 验 结 果 进 行 了 对 比 ， 总 体 上 吻 合 良 好 。基 于 此 数 值 模 型 ， 对 该 类 节 点 在 低 周 往 复 荷 载 作 用 下 的 滞 回性 能 进 行 了分 析 对 比 ， 并 研究 了 翼 缘 削 弱 深 度 对 Ｒ Ｂ Ｓ 节 点 抗
第３ ９卷 第 ２期
２ ０ １ ７年 ４月
工 程 抗 震 与 加 固 改 造
Ｖ０ １ ． ３９． Ｎｏ ． ２
Ａｐ ｒ ．２ ０１ ７
Ｅａ ｒ ｔ ｈｑ ｕ ａ ｋｅ Ｒｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｔ ｒ ｏ ｆ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ
【 文章编 号］ １ ０ ０ ２ — ８ ４ １ ２ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ － ０ ０ １ １ － ０ ７
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ２ ２ ６ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２— ８ ４ １ ２ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ２ ． ０ ０ ２
带 内 隔板 的方 钢 管 混凝 土柱 一翼缘 削 弱型 钢 梁 节 点 抗 震 性 能 研 究
ｔ ｏ Ｓｑ ｕａ ｒ ｅ Ｃｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ － ｉｌ ｆ ｌ ｅ ｄ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｔｕｂ ｕ ｌ ａ ｒ Ｃｏ ｌ ｕ ｍ ｎ ｗｉ ｔ ｈ Ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｎａ ｌ Ｄｉ ａ ｐ ｈｒ ａ ｇ ｍ
Ｓ ｈ ｉ Ｙ ａ ｎ — ｌ ｉ ， Ｍａ ｏ Ｗ ｅ ｎ － ｊ ｉ ｎ ｇ， Ｈ ｕ ａ ｎ ｇ Ｑ ｉ ｕ — ｑ ｉ ｕ ， Ｗａ ｎ ｇ Ｗ ｅ ｎ — ｄ ａ （ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｄ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ Ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｍ ｉ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ
震 性 能 的影 响 。结 果 表 明 ， 对梁翼缘进行 削弱 ， 不仅符合 “ 强柱弱梁 ” 的设计 要求 ， 还 能 明 显 改 善 普 通 钢 管 混 凝 土 柱 一钢 梁 内 隔 板 式 节 点 的延 性 ， 提 高 其 抗 震 性 能 。并 根据 计算 结果 ， 本 文 对 翼 缘 削 弱深 度 的 取 值 给 出 了初 步 建 议 。 ［ 关键词 ］ 钢管混凝土 ； 翼 缘削弱式钢梁 ； 节点 ； 抗震性能 ； 耗能 ； 延 性
史艳 莉 ， 毛文婧 ， 黄秋秋 ， 王文达（ 兰州理工大学， 甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室， 甘 肃 兰州７ ３ ０ ０ ５ ０ ）
［ 提 要］ 梁 柱 节 点 作 为结 构 受 力 的 关 键 部 件 ， 对 结 构体 系 的 受 力 和 抗 震 性 能 至 关 重 要 。在 合 理 选 取 混 凝 土 及 钢 材 材 料 模
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ａｓ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｐ ａ ｒ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ，ｔ ｈｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｃ ａ ｌ ａｎ ｄ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｂ ｅ ｈａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｏ ｆ ｂ ｅ ａ ｍ— ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ／ ＇ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｎｔ ． Ｂａ ｓ ｅ ｄ
ｏ ｎ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｍａ ｔ ｅ Ｈ ａ ｌ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ， ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ （ Ｆ Ｅ Ｍ）ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｂ ｅ ａ ｍ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ（ Ｒ Ｂ Ｓ ）ｔ ｏ ｓ ｑ ｕ ａ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ — ｉ ｆ ｌ ｌ ｅ ｄ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｔ ｕ ｂ ｕ ｌ ａ ｒ（ Ｃ Ｆ Ｓ Ｔ ）ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ — ｄ ｉ ａ ｐ ｈ ｒ ａ ｇ ｍ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｓ ｔ ｅ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ
Ｅ ｎ ｇ Байду номын сангаас ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ Ｇ ａ ｎ ｓ ｕ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｌ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ ７ ３ ０ ０ ５ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
［ 中 图分 类 号 ］ Ｔ Ｕ ３ ９ ８ ［ 文献标识码 ］ Ａ
Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ Ｂ ｅ ｈ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｒｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ Ｂ ｅ ａ ｍ Ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ（ ＲＢ Ｓ ）