中空夹层钢管混凝土柱半刚性组合节点动力性能试验
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Ｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｓｏｎｂｌｉｎｄｂｏｌｔｅｄｅｎｄｐｌａｔｅｊｏｉｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎ ＣＦＤＳＴｃｏｌｕｍｎｓａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅａｍｓ
ＧＵＯＬｅｉ１，ＷＡＮＧＪｉｎｇｆｅｎｇ１，２，ＬＵＪｉａ１，ＧＵＯＸｉａｎｇ１
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ； ２．ＫｅｙＬａｂｏｆＡｎｈｕｉＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
第 ３９卷 第 ３期 ２０１９年 ６月
地 震 工 程 与 工 程 振 动
ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＹＮＡＭＩＣＳ
Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１９
文章编号：１０００－１３０１（２０１９）０３－００９９－１０
ＤＯＩ：１０．１３１９７／ｊ．ｅｅｅｖ．２０１９．０３．９９．ｇｕｏｌ．０１０
地 震 工 程 与 工 程 振 动
第 ３９卷
引言
与实心钢管混凝土柱相比，中空夹层钢管混凝土柱具有独特的优势。它采用一根钢管代替实心钢管混 凝土截面核心处的混凝土，可以在不降低其轴压承载力的同时有效地减轻结构自重，在实际工程中能够取得 良好的经济效益［１］。因此，此新型组合构件吸引了越来越多学术界和工程界的关注。目前对于中空夹层钢 管混凝土柱的研究主要是通过静力试验或拟静力试验对构件的抗压、抗弯、抗剪等力学性能和破坏机理进行 研究［２－６］，然而关于中空夹层钢管混凝土柱与钢梁或钢—混凝土组合梁连接节点的研究报道较少见。
０８３８） 作者简介：郭 磊（１９９５－），男，博士，主要从事钢结构与组合结构、工程结构抗震等方面研究．Ｅｍａｉｌ：ｌｇｕｏ１８６６＠１６３．ｃｏｍ 通讯作者：王静峰（１９７６－），男，教授，主要从事钢结构与组合结构、工程结构抗震等方面研究．Ｅｍａｉｌ：ｊｆｗａｎｇ００８＠１６３．ｃｏｍ
１００
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓｏｆｓｅｍｉｒｉｇｉｄｊｏｉｎｔｓｔｏｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｄｏｕｂｌｅｓｋｉｎ ｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒ（ＣＦＤＳＴ）ｃｏｌｕｍｎｓａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅａｍｓ，ｐｓｅｕｄｏｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔｓｏｎｔｗｏｓｐｅｃｉｍｅｎｓｏｆＣＦＤＳＴｃｏｌｕｍｎ ｔｏｓｔｅｅｌｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅａｍｆｌｕｓｈｅｎｄｐｌａｔｅｊｏｉｎｔｓｗｉｔｈｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｂｌｉｎｄｂｏｌｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆｃｏｌｕｍｎｓｅｃｔｉｏｎｔｙｐｅｔｏｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｎｏｖｅｌｊｏｉｎｔｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｅｆｆｅｃｔｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｓｔｅｅｌｂａｒｔｒｕｓｓｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｌａｂａｎｄｔｈｅｓｔｅｅｌｂｅａｍｗａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｗｅｌｌ．ＵｓｉｎｇＥＩＣｅｎｔｒｏｓｅｉｓｍｉｃｗａｖｅ ａｓｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｓｅｉｓｍｉｃｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｉｎｐｕｔｏｆｐｓｅｕｄｏｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｗａｖｅｓ．Ｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｈｙｓｔｅｒ ｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ，ｄｙｎａｍｉｃｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒ，ｄａｍｐｉｎｇｒａｔｉｏ，ｓｔｉｆｆｎｅｓｓｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ， ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｙｐｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｊｏｉｎｔｓｔｏｓｑｕａｒｅｏｒｃｉｒｃｕｌａｒＣＦＤＳＴｃｏｌｕｍｎｓｅｘｈｉｂｉｔｆａ ｖｏｒａｂｌｅｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ．Ｉｔｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｐｒａｃｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｄｏｕｂｌｅｓｈｉｎｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒ（ＣＦＤＳＴ）；ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｂｌｉｎｄｂｏｌｔ；ｐｓｅｕｄｏｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔｓ； ｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ；ｓｔｅｅｌｂａｒｔｒｕｓｓｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｌａｂ
收稿日期：２０１８－０２－１１； 修订日期：２０１８－０７－２１ 基金项目：国家自然科学基金项目（５１４７８１５８，５１１７８１５６）；教育部新世纪优秀人才支持计划项目（ＮＣＥＴ１２０８３８） Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙ：ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（５１４７８１５８，５１１７８１５６）；ＮｅｗＣｅｎｔｕｒｙＥｘｃｅｌｌｅｎｔＴａｌｅｎｔｓｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮＣＥＴ１２
中空夹层钢管混凝土柱半刚性 组合节点动力性能试验
郭 磊１，王静峰１，２，路 佳１，郭 翔１
（１．合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 ３０００９；２．安徽土木工程结构与材料省级重点实验室，安徽 合肥 ２３０００９）
摘 要：本文对两榀中空夹层钢管混凝土柱与钢－混凝土组合梁单边高强螺栓端板连接节点进行了拟 动力试验，研究柱截面形式对该新型半刚性组合节点抗震性能的影响，同时考察钢筋桁架－混凝土组合 楼板与钢梁在地震作用下的组合效应。试验采用 ＥＩＣｅｎｔｒｏ波作为拟动力试验的激励输入，获得了地 震作用下节点的动力响应和破坏模式，分析了节点的柱端水平荷载 －水平位移滞回曲线、动力放大系 数、阻尼比、刚度退化规律和累积滞回耗能等抗震性能指标。试验结果表明，方套方或圆套圆中空夹层 钢管混凝土柱－组合梁节点具有良好的抗震性能、变形能力和耗能能力，可以应用到实际工程中。 关键词：中空夹层钢管混凝土；高强单边螺栓；动力性能试验；抗震性能；钢筋桁架 －混凝土组合楼板 中图分类号：ＴＵ３９２．３ 文献标志码：Ａ
ＧＵＯＬｅｉ１，ＷＡＮＧＪｉｎｇｆｅｎｇ１，２，ＬＵＪｉａ１，ＧＵＯＸｉａｎｇ１
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ； ２．ＫｅｙＬａｂｏｆＡｎｈｕｉＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
第 ３９卷 第 ３期 ２０１９年 ６月
地 震 工 程 与 工 程 振 动
ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＹＮＡＭＩＣＳ
Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１９
文章编号：１０００－１３０１（２０１９）０３－００９９－１０
ＤＯＩ：１０．１３１９７／ｊ．ｅｅｅｖ．２０１９．０３．９９．ｇｕｏｌ．０１０
地 震 工 程 与 工 程 振 动
第 ３９卷
引言
与实心钢管混凝土柱相比，中空夹层钢管混凝土柱具有独特的优势。它采用一根钢管代替实心钢管混 凝土截面核心处的混凝土，可以在不降低其轴压承载力的同时有效地减轻结构自重，在实际工程中能够取得 良好的经济效益［１］。因此，此新型组合构件吸引了越来越多学术界和工程界的关注。目前对于中空夹层钢 管混凝土柱的研究主要是通过静力试验或拟静力试验对构件的抗压、抗弯、抗剪等力学性能和破坏机理进行 研究［２－６］，然而关于中空夹层钢管混凝土柱与钢梁或钢—混凝土组合梁连接节点的研究报道较少见。
０８３８） 作者简介：郭 磊（１９９５－），男，博士，主要从事钢结构与组合结构、工程结构抗震等方面研究．Ｅｍａｉｌ：ｌｇｕｏ１８６６＠１６３．ｃｏｍ 通讯作者：王静峰（１９７６－），男，教授，主要从事钢结构与组合结构、工程结构抗震等方面研究．Ｅｍａｉｌ：ｊｆｗａｎｇ００８＠１６３．ｃｏｍ
１００
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓｏｆｓｅｍｉｒｉｇｉｄｊｏｉｎｔｓｔｏｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｄｏｕｂｌｅｓｋｉｎ ｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒ（ＣＦＤＳＴ）ｃｏｌｕｍｎｓａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅａｍｓ，ｐｓｅｕｄｏｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔｓｏｎｔｗｏｓｐｅｃｉｍｅｎｓｏｆＣＦＤＳＴｃｏｌｕｍｎ ｔｏｓｔｅｅｌｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅａｍｆｌｕｓｈｅｎｄｐｌａｔｅｊｏｉｎｔｓｗｉｔｈｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｂｌｉｎｄｂｏｌｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆｃｏｌｕｍｎｓｅｃｔｉｏｎｔｙｐｅｔｏｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｎｏｖｅｌｊｏｉｎｔｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｅｆｆｅｃｔｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｓｔｅｅｌｂａｒｔｒｕｓｓｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｌａｂａｎｄｔｈｅｓｔｅｅｌｂｅａｍｗａｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｗｅｌｌ．ＵｓｉｎｇＥＩＣｅｎｔｒｏｓｅｉｓｍｉｃｗａｖｅ ａｓｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｓｅｉｓｍｉｃｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｉｎｐｕｔｏｆｐｓｅｕｄｏｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｗａｖｅｓ．Ｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｈｙｓｔｅｒ ｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ，ｄｙｎａｍｉｃｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒ，ｄａｍｐｉｎｇｒａｔｉｏ，ｓｔｉｆｆｎｅｓｓｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ， ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｙｐｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｊｏｉｎｔｓｔｏｓｑｕａｒｅｏｒｃｉｒｃｕｌａｒＣＦＤＳＴｃｏｌｕｍｎｓｅｘｈｉｂｉｔｆａ ｖｏｒａｂｌｅｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ．Ｉｔｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｐｒａｃｔｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｄｏｕｂｌｅｓｈｉｎｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒ（ＣＦＤＳＴ）；ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｂｌｉｎｄｂｏｌｔ；ｐｓｅｕｄｏｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔｓ； ｓｅｉｓｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ；ｓｔｅｅｌｂａｒｔｒｕｓｓｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｌａｂ
收稿日期：２０１８－０２－１１； 修订日期：２０１８－０７－２１ 基金项目：国家自然科学基金项目（５１４７８１５８，５１１７８１５６）；教育部新世纪优秀人才支持计划项目（ＮＣＥＴ１２０８３８） Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙ：ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（５１４７８１５８，５１１７８１５６）；ＮｅｗＣｅｎｔｕｒｙＥｘｃｅｌｌｅｎｔＴａｌｅｎｔｓｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮＣＥＴ１２
中空夹层钢管混凝土柱半刚性 组合节点动力性能试验
郭 磊１，王静峰１，２，路 佳１，郭 翔１
（１．合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 ３０００９；２．安徽土木工程结构与材料省级重点实验室，安徽 合肥 ２３０００９）
摘 要：本文对两榀中空夹层钢管混凝土柱与钢－混凝土组合梁单边高强螺栓端板连接节点进行了拟 动力试验，研究柱截面形式对该新型半刚性组合节点抗震性能的影响，同时考察钢筋桁架－混凝土组合 楼板与钢梁在地震作用下的组合效应。试验采用 ＥＩＣｅｎｔｒｏ波作为拟动力试验的激励输入，获得了地 震作用下节点的动力响应和破坏模式，分析了节点的柱端水平荷载 －水平位移滞回曲线、动力放大系 数、阻尼比、刚度退化规律和累积滞回耗能等抗震性能指标。试验结果表明，方套方或圆套圆中空夹层 钢管混凝土柱－组合梁节点具有良好的抗震性能、变形能力和耗能能力，可以应用到实际工程中。 关键词：中空夹层钢管混凝土；高强单边螺栓；动力性能试验；抗震性能；钢筋桁架 －混凝土组合楼板 中图分类号：ＴＵ３９２．３ 文献标志码：Ａ