装配式方钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架边节点抗震性能试验研究.pdf

分类号 TU398 密级UDC 编号专业学位硕士学位论文装配式方钢管混凝土柱型钢混凝土梁 框架边节点抗震性能试验研究专业学位名称工程硕士（建筑与土木工程领域）装配式方钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架边节点抗震性能试验研究 摘要装配式钢-混凝土组合结构是装配式结构与钢-混凝土组合结构相结合 的一种新型结构体系，它具有装配式结构质量好、建造工期短、节能环保 的优点，又具有钢-混凝土组合结构承载力高、抗震性能好的优点。为了更 好地了解该类结构的抗震性能，以及推广该类结构的应用，本文以梁柱内 部型钢的连接方式（栓焊并用连接、纯螺栓连接）、梁柱内部型钢连接位置（近柱端连接：连接位置距离柱边170mm,远柱端连接：连接位置距离柱边 32 0mm）.装配区箍筋间距为试验参数，设计了五个装配式方钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架边节点，并对其进行了低周反复加载试验，并与课题组 前期研究的现浇节点作对比，其中梁柱的装配是通过预制梁预留的型钢端 头与预制钢管混凝土柱拼接后，再在连接部位后浇混凝土实现，试验结果 如下：节点破坏均为梁端破坏，主要表现为：近柱端梁顶、梁底混凝土压碎、纵向受压劈裂，远柱端则横向拉裂；部分节点环板大变形或横向剪断；梁 端侧面环板间混凝土以受剪破坏为主；钢管混凝土柱未发生明显破坏；节 点滞回曲线较饱满，延性较好。近柱端连接时，栓焊并用连接节点的承载力、延性、耗能性能、强度 衰减、刚度退化等抗震性能均好于纯螺栓连接节点。其中，纯螺栓连接节 点相对于栓焊并用连接节点承载力降低了 10.3%,延性系数降低了 25%0远柱端连接时，两种连接方式对节点抗震性能影响不大。其中，承载 力两者相差1.13%,延性系数相差2.8%。纯螺栓连接时，远柱端连接节点的承载力、延性、刚度退化、耗能性 能等抗震性能指标均好于近柱端连接节点。近柱端连接节点承载力相对于 远柱端连接节点降低了 13.2%,延性系数降低了 2 4.8%0栓焊并用连接时，连接位置对节点抗震性能影响不大。其中，承载力 两者相差1.2%,延性系数相差3%,但远柱端连接有利于节点的耗能。装配区箍筋间距对节点抗震性能影响不大，但加大箍筋间距会降低节 点的延性。与现浇节点相比，两者破坏特征相似都为梁端破坏，现浇节点滞回曲 线略饱满，装配式节点的延性系数略小于现浇节点的平均延性系数，耗能 性能较现浇节点也略差一点，但装配式节点由于配钢率、环板尺寸大于现 浇节点，其承载力和刚度大于现浇节点。此外，采用试验拟合法，建立节点的骨架曲线模型，获得节点的加卸 载刚度退化规律，建立节点的三折线型滞回曲线模型，并将模型计算值和 试验值比较，吻合较好。最后，采用三个典型的地震损伤模型评估节点的 损伤程度，并对经典的Park-Ang模型进行修正得到节点基于变形和能量的 双参数地震损伤模型,并将损伤模型计算值与试验值比较，吻合较好。关键词：装配式结构钢-混凝土组合结构梁柱节点试验研究抗震性 能恢复力模型损伤模型IIEXPERIMENTAL STUDY ON SEISIMIC PERFORMANCE FOR ASSEMBLING EXTERIOR JOINTS OF CFSTCOLUMN-SRC BEAMABSTRACTThe assembling st eel-concret e composit e st ruct ure is a new st ruct ure syst em w hich combines t he assembling st ruct ure w it h t he st eel-concret e composit e st ruct ure.It has t he advant ages of good qualit y,short const ruct ion period,energy saving and environment al prot ect ion of t he prefabricat ed st ruct ure,as w ell as high bearing capacit y and good seismic performance of t he st eel-concret e composit e st ruct ure.In order t o bet t er underst and t he seismic performance of t his kind of st ruct ure and ext end t he applicat ion of t his kind of st ruct ure,designing five assembling frame ext erior joint s of square concret e filled st eel t ube column-st eel reinforced concret e beam by making connect ion mode of int ernal st eel of beam and column,connect ion posit ion(The connect ion posit ion is 170mm aw ay from t he column edge and anot her is 320mm aw ay from t he column edge),hoop spacing in assembly area as t he experiment al paramet er,and conduct ing reversed cyclic loading t est,besides comparing w it h cast-in-place node group previous st udies do.Beam-column assembling is achieved by connect ing beam end st eel w it h cant ilever beam of column,and pouring concret e at t he connect ing,t he result s are as follow s:The damage occurred mainly at t he end of t he beam near t he column,t he main damage feat ures are as fbllow srt he concret e of t he t op and bot t om of t he beam near t he column is crushed and split lengt hw ise under pressure;t he inconcret e of t he t op and bot t om of t he beam aw ay from t he column is t ensile failure;some of ext ernal ring plat e is highly deformed and sheared;t he concret e bet w een t w o ext ernal ring plat e is mainly shear failure;no obvious damage occurred t o t he column.When t he connect ion posit ion is close t o t he column,seismic performance of bolt ed and w elded joint specimens is bet t er t han bolt ed joint specimens.The bearing capacit y and duct ilit y coefficient of t he bolt ed joint specimens decreased by 10.3%and 25%compared w it h t he bolt ed and w elded joint specimens.When t he connect ion posit ion is far from t he column,t he connect ion mode has lit t le effect on t he seismic performance of t he specimens.Among t hem,t he t w o are 1.13%different in carrying capacit y and 2.8%diflerent in duct ilit y coefficient.When t he st eel bone is bolt ed,seismic performance index of long-dist ance connect ed specimens,w hich including bearing capacit y,duct ilit y,st if6ness degradat ion,energy dissipat ion capacit y,elast ic deformat ion capacit y,collapse resist ance capacit y,is bet t er t han closely connect ed specimens.The bearing capacit y of t he closely connect ed specimens decreased by 13.2%,and t he duct ilit y coefficient decreased by 24.8%compared w it h t he long-dist ance connect ed specimens.When st eel bones are bolt ed and w elded,t he connect ion posit ion of st eel bones has lit t le effect on t he seismic performance of t he specimens.Among t hem,t he t w o are 1.2%different in carrying capacit y and 3%different in duct ilit y IVcoefficient,but t he long dist ance connect ion is beneficial t o t he energy dissipat ion.The spacing of st irrup in t he assembly area has lit t le effect on t he seismic performance of t he specimen,but increasing t he spacing of st irrup can reduce t he duct ilit y of specimens.Compared w it h t he cast-in-place node,bot h of t hem have similar failure feat ures as t he beam end failure,t he hyst eret ic curve of t he cast-in-place node is slight ly full,t he average duct ilit y coefficient of t he assembly-t ype node is slight ly less t han t hat of t he cast-in-place node,and t he energy dissipat ion performance is slight ly less t han t hat of t he cast-in-place node,but t he bearing capacit y and st ifft iess of t he assembly-t ype node are larger t han t hat of t he cast-in-place node.In addit ion，est ablishing skelet on curve model and hyst eret ic curve model based on experiment al dat a and obt aining loading and unloading st iffness degradat ion rule,t he calculat ed values of t he model agree w it h experiment al ones;last ly,using t hree t ypical seismic damage model t o assess t he degree of damage,and est ablishing t w o-paramet er seismic damage model,w hich are deformat ion and energy,based on classic Park and Ang damage model,t he calculat ed values of t he model agree w it h experiment al ones.Keywords:assembling st ruct ure st eel-concret e composit e st ruct ure beam-column joint s experiment al st udy seismic performance rest oring force mode seismic damage modelv目录摘要.IABSTRACT.Ill目录.VI第一章绪论.11.1 选题背景与意义.11.2 装配式结构的发展及装配式梁柱框架节点研究现状.2L 2.1装配式结构的起源与发展.21.2.2装配式组合结构框架节点研究综述.21.3 钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架节点研究现状.61.4 已有研究基础.81.5 本文研究内容.81.5.1 研究意义.81.5.2 研究内容.91.5.3 主要创新点.91.5.4 技术路线.101.6 本章小结.10第二章装配式方钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架边节点.11抗震性能试验研究.112.1 试验概况.112.1.1 模型选择.112.1.2 试验目的.122.2 试件设计.122.2.1 试件设计原则.122.2.2 节点连接设计方法.122.3 试件制作.182.4 材性试验.202.5 加载制度与加载方案.222.5.1 加载装置.222.5.2 力口载制度.22VI2.6 测量内容.242.7 试验过程.252.7.1 试验现象.252.7.2 节点连接部位后处理.342.7.3 破坏特征分析.352.8 本章小结.36第三章装配式方钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架边节点.37抗震性能分析.373.1 概述.373.2 柱顶荷载-位移滞回曲线.373.3 骨架曲线:.403.3.1 各参数对骨架曲线影响的对比分析.413.4 承载能力和位移特征值.433.5 延性系数及层间位移角.463.6 残余变形.493.7 耗能性能.513.8 强度衰减.543.9 刚度退化.563.10 本章小结.59第四章装配式方钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架边节点.61恢复力模型研究.614.1 恢复力模型研究概述.614.2 恢复力模型的建立.624.2.1骨架曲线模型建立.624.2.2刚度退化规律.644.2.3滞回规则.674.3试验与理论模型对比.684.3.1骨架曲线模型与试验结果对比.684.3.1恢复力模型与实测滞回曲线对比.694.4本章小结.70VII第五章装配式方钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架边节点.71损伤模型研究.715.1 损伤模型研究概述.715.2 典型损伤模型研究分析.715.3 装配式方钢管混凝土柱型钢混凝土梁框架边节点地震损伤模型的建立.745.3.1节点损伤量化.745.3.2节点损伤模型建立.755.4 损伤模型验证.785.5 本章小结.79第六章结论与展望.806.1 结论.806.2 展望.81参考文献.82致谢.88VIII广西大学工程硕士学位论文 装配式方钢餐混蒙土柱一型钢混凝土梁框架边节点抗震性摧试验研究第一章绪论1.1 选题背景与意义近年来，随着经济节约型和环境友好型社会口的发展，我国对建筑业的发展方向提 出了更高的要求，旨在引导建筑产业向节约型、环保型的方向发展，尤其是强调建造方 式要向文明、绿色、高效、高质量的方向发展，在此环境下，装配式结构建筑23】作为一 种既有建筑形式在国内又重新得以重视。装配式结构是指建筑结构中的主要受力构件或 部件在工厂制作完成运输到施工现场后，采用可靠的安装方式和安装机械，组装而成的 满足承载力要求的一种结构形式。装配式结构相比于现浇结构主要优势有以下几点；一，质量得以保证。装配式结构构件采用工厂化标准生产，生产环境良好，生产设备齐 全，生产工序井井有条，质量监督体系齐全，因而，质量有保障。二，建造工期短，投 资回收快，有利于降低工程成本。装配式结构采用工厂化生产，减少了现场的的制模、养护、拆模等工序，节约了成本（材料费和人工费），尤其是那种结构复杂，质量要求 高的构件，此外，装配式结构施工相对于现浇结构施工，受季节影响较小，可以明显缩 短工期，节约了成本。三，节能环保。装配式不仅可以减少现场湿作业，脚手架和模板 作业，而且污水排放少，噪音小，对周围环境影响小。四，有利于转变建筑产业的生产 方式。我国的建筑业仍然以劳动密集型的施工方式为主，劳动生产率低、资源和能源消 耗大、环境污染严重，装配式以其优点正好可以加快转变建筑业的生产模式。当然，装配式结构也存在诸多问题：如预制构件的跨度小、承载力低、延性差、连 接等问题，使其在我国的应用主要局限于中低层建筑和单层工业厂房，预制构件主要用 于非结构构件，如预制阳台，预制门窗，预制楼梯，非承重墙等。然而随着城镇化建设 的加快，城市人口的增加，城市用地紧张，要求城市建筑向高层、大跨方向发展，然而 普通的混凝土结构又难以满足承载力的要求,钢与混凝土组合结构（羽因其结合了钢结构 和混凝土结构的优点，适用于高层、超高层、大跨等结构中。其中最重要的两种是钢管 混凝土结构和型钢混凝土结构。钢管混凝土结构，即指在钢管内填充混凝土而形成的结 构，钢管内可配置钢筋也可只填素混凝土。钢管使混凝土三轴受压，大大提升了混凝土 的抗压强度，钢管内的混凝土能够阻止钢管发生屈曲失稳，两者具有良好的协同作用。型钢混凝土结构，又称钢骨混凝土结构或劲性钢筋混凝土结构，它是指在混凝土中主要 配置型钢，并配有一定的钢筋和箍筋的结构。1广西大学工程硕士学位论文 装配式方钢管混凝土柱一型钢混凝土梁框架边节点抗震性能试验研究然而，钢-混凝土组合结构由于其结构复杂，现场施工作业不仅难度大，构件质量 也难以保证。如果将钢-混凝土组合结构预先制备好，只需在施工现场装配即可。这种 装配式的组合结构在高层、超高层、大跨结构中更能发挥其优越性，其一，装配式结构 可以解决钢-混凝土组合结构现场制作浇筑难度大的问题、其二，钢-混凝土组合结构可 以解决装配式普通混凝土结构在高层、超高层、大跨结构中预制构件跨度小、承载力低 等问题，两者在一定程度上具有互补性。本文研究的课题即是装配式方钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架边节点抗震性能试验研究，节点连接即是装配式结构区别于现浇结构 的本质，也是高层超高层建筑结构抗震中的重要问题，地震作用下，框架节点是最易受 损的部位，国内外对这种装配式组合结构框架节点的研究还不够系统。本论文将从试验 出发，得出这一节点的破坏形态，抗震性能指标，为其推广提供理论依据。1.2 装配式结构的发展及装配式梁柱框架节点研究现状1.2.1 装配式结构的起源与发展装配式结构最先起源于欧洲E8,9,875年英国人William Henry Lascell的专利 KImprovement in t he Const ruct ion of Building中的核心思想就是：在结构的承重骨架上 安装预制混凝土墙板皿，标志预制装配式的开始。第二次世界大战后，由于战后劳动力 及住房紧缺，欧洲各国开始寻求一种建筑工业化的生产模式，积极推进预制装配式混凝 土施工方式，并且编制了一系列预制混凝土标准和手册，随后，又推广到东欧和前苏联 一些国家，而后又逐渐推广到美国、加拿大、日本和韩国。我国预制装配式结构的发展 经历了一段曲折的道路。二十世纪五六十年代我国从苏联引入装配式结构开始了对预制 装配式结构的研究，而后迅速发展，直到七十年代中后期，由于唐山大地震的影响，从 八十年代中后期开始，慢慢走向衰落，二十世纪九十年代中期，装配式混凝土结构大部 分被现浇混凝土结构所代替，除了装配式单层工业厂房应用较广泛外，其他预制装配式 建筑体系应用较少。1.2.2 装配式组合结构框架节点研究综述国内外对装配式框架结构节点主要集中在以下几个方面:装配式钢结构期、装配式 普通混凝土结构7刃、装配式高强混凝土结构【间、装配式预应力（螺旋箍筋）混凝土结 构“92叫装配式组合结构，其中对装配式的钢结构、混凝土结构研究较多，而对其他三 2广西大学工程硕士学位论文 装配式方钢营混凝土柱一型钢混凝土梁框架边节点抗震性熊试验研究者的研究相对较少，尤其是对装配式组合结构研究更少。Ch0i124对五个1/2缩尺的强柱弱梁型梁柱混凝土节点进行了低周反复加载试验，一个现浇钢筋混凝土节点，四个部分型钢混凝土节点（如下图），即在梁柱节点核心区,柱中配置非通长的方钢管，钢管外焊接了悬臂短板与梁中预埋的非通长钢板螺栓连接，后浇ECC混凝土（高性能纤维增强水泥）装配而成，以螺栓连接位置（柱内连接、柱 外连接）、ECC混凝土后浇长度、梁柱强度比为试验变量，试验表明：所有节点都是梁 端出现塑性较的受弯破坏，预制装配式部分型钢混凝土节点的承载力是现浇钢筋混凝土 节点承载力的1.15倍，柱外螺栓连接节点相比于柱内螺栓连接节点具有更高的承载力和 更好的耗能性能，ECC混凝土和型钢提高了节点的延性。图1-1装配式部分型钢混凝土梁柱节点Fig.1-1 Precast discont inued st eel concret e beam and column jointJDNzabonimpa等提出了一种新的高强螺栓连接形式的预制装配式型钢混迷土框 架节点。节点构造中在梁和柱连接部位预埋扩大型钢板，通过高强螺栓将梁和柱连接，并对其进行了精细有限元分析和试验验证研究。研究表明：梁端钢板厚度越大，节点刚 度越大，约束越强，钢板变形越小，这种节点可以很好的将梁上的荷载传到柱上，可以 取代现浇节点，有限元计算得到的荷载一位移曲线和试验曲线吻合较好。图1-2装配式部分型钢混凝土梁柱节点Fig.1-2 Precast discont inued st eel concret e beam and column jointHH Ghayeb%】等对两个现浇钢筋混凝土节点RC1和RC2和两个部分型钢混凝土可3广西大学工程硕士学位论文 装配式方钢管混凝土柱一型钢混凝土梁框架边节点抗震性城试验研究拆性节点PC1和PC2进行研究，RC1箍筋全长不加密，RC2节点部位加密；PC1和PC2 通过预埋的钢板与柱高强螺栓连接，PC2节点部位箍筋加密以及节点核心处安装有螺栓 连接的角钢支架用以支托梁。结果表明:PC1和PC2滞回曲线和耗能能力稳定，抗震性 能良好，PC节点强度低于RC强度，PC2节点和RC节点的延性相差不大且都高于PC1 节点，PC2节点的总耗能多于RC节点，PC2节点由于角钢支托的作用节点的承载力更 高，型钢扩大了节点的弹塑性范围，使节点的塑性较外移，梁端箍筋加密对节点的抗震 性能影响不大。图1-3装配式部分型钢混凝土梁柱节点 Fig.1-3 Precast discont inued st eel concret e beam and column joint程万鹏也对3个预制装配式部分型钢混凝土框架中节点（即预制梁只在连接区段内 设置焊接工字钢，预制柱只在节点核心区上下部分范围内设置焊接十字型钢，型钢在整 个构件内不连续即为部分型钢）和2个钢筋混凝土框架中节点进行了低周反复加载试验,研究柱轴压比、柱环线刚度对构件抗震性能的影响。研究结果表明：预制装配式部分型 钢混凝土节点的承载力是现浇钢筋混凝土节点承载力的23倍，承载力退化缓慢，轴压 比对节点的强度衰减影响不明显；装配式部分型钢混凝土节点的环线刚度大于现浇节 点，且刚度退化平缓；梁内型钢的增加提高了节点的耗能，对试件的环线刚度影响不大，但可以提高节点的延性。廖俊磔网结合文献27的试验，对预制装配式部分型钢混凝土框架结构内部节点和 外部节点进行了有限元分析，研究结果表明：采用规范所提出的损伤模型能够较好地模 拟节点在地震作用下的力学性能，由模型计算得到的节点的破坏形态、滞回曲线、骨架 曲线、刚度退化曲线、强度衰减曲线与试验得到的结果吻合良好；此外有限元拓展分析 表明：轴压比在一定范围内对梁柱节点构件的承载力是有利的；混凝土强度以及钢材的 屈服强度对节点的承载力影响较大，随着混凝土强度的增大，构件的极限承载力有增大 的趋势；梁端荷载作用位置越远，节点的极限承载力越小。4广西大学工程硕士学位论文 装配式方钢管混凝土柱一型钢混凝土梁框架边节点抗震性熊试险研究胡北M按“强柱弱梁”“强剪弱弯”“强节点弱构件”的原则设计了两个足尺的装 配式型钢混凝土框架边节点BJ-1和BJ-2,其中BJ-2梁内的型钢在距离柱边一定距离时 对型钢翼缘进行“月牙形”削弱进而形成薄弱截面，使节点在地震作用下的塑性较自柱 边外移。低周反复加载试验表明：BJ-1和BJ-2都发生了梁较型破坏，BJ-1塑性较变形 区集中在梁端塑性校区，而BJ-2塑性较变形区集中在梁型钢翼缘削弱处，且型钢削弱 型节点的节点核心区基本完好，节点延性、耗能、刚度退化均满足规范要求；相对于 BJ-1,BJ-2的滞回曲线更加稳定，即型钢削弱能够提高节点的抗震性能；通过有限元 ANYS YS分析表明：计算结果相对于试验结果偏安全，有限元计算得到的节点应力分布 和裂缝形态与试验结果相吻合。李忠献即进行了两组四个试件的低周反复加载对比试验，第一组为按“强构件弱节 点”设计原则设计的两个足尺的型钢混凝土框架结构中节点，第二组为文献30按“强 节点弱构件”设计原则设计的型钢混凝土框架结构边节点，研究结果表明：按“强构件 弱节点”设计原则设计的节点以节点核心区剪切破坏为主，而按“强节点弱构件”设计 原则设计的节点以梁端塑性较弯曲破坏为主，说明按“强节点弱构件，强剪弱弯”原则 设计时节点的变形和耗能性能更好，型钢翼缘削弱可实现节点塑性较自梁根部转移至型 钢翼缘削弱中心位置，且可以提高节点的变形和耗能性能。徐姝亚阳以柱顶轴压比、梁柱不同连接角度（45。，90。）、不同节点位置（中节点、边节点）为设计参数，设计了八个装配式套筒连接钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点，预制梁中受力钢筋与相邻预制梁内的受力钢筋采用套筒连接，上下层柱采用内层钢管插 接连接，柱间采用坡口焊接，低周反复荷载试验表明：该类节点具有“强柱弱梁，强节 点弱构件”的理想失效机制和较高的承载力；节点的破坏是由于套筒位置附近纵筋拉断 而破坏；各节点的变形性能和耗能性能都较好；梁柱90。连接节点的延性要好于梁柱45。连接节点；此外有限元模型计算结得到的节点破坏形态、刚度、屈服荷载、峰值荷载与 试验结果吻合良好。焦安亮网设计了六个足尺的装配式钢管混凝土柱-带钢接头的钢筋混凝土梁框架边 节点，预制梁通过端头预埋的工字型钢接头与柱钢管内的工字型钢接头进行连接，其中 腹板采用螺栓连接，翼缘采用焊接连接，柱内混凝土现场浇筑，试验参数为：预制梁下 部配筋形式（普通受拉筋、与梁钢接头一体的钢板）、有无楼板，低周加载试验结果表 明：各节点都具有较好的延性，节点由于预埋了钢接头从而使节点塑性较外移至梁钢筋 区域；带楼板的节点和预制梁下部配钢板的节点的承载力和刚度明显的高于其他节点，5广西大学工程硕士学位论文 装配式方钢管混凝土柱一型钢混凝土梁框架边节点抗震性能试验研究但其承载力退化明显。伍云天阳为研究中、高地震烈度节点的抗震性能，设计了两个大比例带基础的装配 式钢梁-预制混凝土柱试件，钢梁端部采用了局部削弱措施，钢梁端板通过柱中预应力 高强螺栓与柱进行连接，并采用了两种不同的预制柱与预制基础的连接方式：机械连接 器和纵筋锚固，试验结果表明：预应力高强螺栓连接使节点具有良好的整体性和传力机 制；钢梁翼缘削弱能够有效转移塑性较以及提高了节点的变形性能和耗能能力；柱与基 础的两种连接方式都具有足够的强度、刚度、延性；装配式预应力高强螺栓连接节点相 对于现浇节点剪力传递机制更好，节点更不容易坏。郭子雄35等进行了四个1/2缩尺强柱弱梁型的装配式钢梁-混凝土柱中节点的低周 反复加载试验，钢梁通过端板与柱内预埋的高强螺栓连接，试验参数为：加劲腹板厚度、加劲腹板是否开孔、轴压比，研究结果表明：试件滞回曲线较饱满，延性较好，节点破 坏为梁塑较型机制破坏；加劲腹板提高了节点的抗剪能力，使节点的塑性较外移；加劲 腹板开孔对节点的抗震性能影响不大，但腹板开孔在一定程度上增加了腹板和混凝土的 粘结力，提高了节点的抗剪性能，减小了节点的剪切变形。1.3 钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架节点研究现状目前，国内外对钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点【3640、钢管混凝土柱-钢梁节点【4378研究较多，但对钢管混凝土柱-型钢混凝土梁节点的研究相对较少。陈远洲49等以深圳福田地下火车站项目为依托对圆钢管混凝土柱型钢混凝土梁节 点进行了静力试验和有限元分析研究。研究结果表明：钢管混凝土柱荷载-应变，荷载-压缩变形曲线在试验过程中基本保持线性关系，钢管混凝土柱承载力比较高，且基本处 于弹性状态；节点破坏时钢筋和受拉侧型钢翼缘屈服，受压侧混凝土压碎，属于受弯破 坏；弹性阶段，由有限元数值模拟得到的梁荷载-扰度曲线与试验曲线比较吻合；破坏 阶段，由于加载方式和边界调节的差异导致有限元分析得到的梁荷载-扰度曲线与试验 得到的曲线存在一定差异。周海兵同等按“强节点，弱构件”和“强构件，弱节点”的原则，分别设计了两组（每组两个试件，组内试验参数为梁柱的相对强度）钢管型钢混凝土柱-型钢混凝土梁 节点，钢管混凝土柱中配置了十字型钢，低周反复加载试验研究表明：钢管型钢混凝土 柱-型钢混凝土梁组合节点具有较高的承载力、延性，抗震性能良好，强节点试件的滞 6广西大学工程硕士学位论文 装配式方钢管混凝土柱一励钢混凝土梁框架边节点抗裳性姐试验研究回曲线更饱满，后期延性和耗能性能更好；钢管混凝土柱中配置型钢提高了构件的承载 力，起到了抗震设防的第二道防线。金杯印等为研究节点核心区的受剪性能，按“强构件，弱节点”的原则设计了五 个钢管混凝土柱-预应力型钢混凝土梁中节点，试验参数为：预应力、轴压比、预应力 筋穿越钢管的成孔方法（先成孔、后成孔），研究表明：节点以剪切破坏为主，试件的 水平剪力-剪切变形滞回曲线饱满；预应力可以降低节点核心区的剪切变形，但也降低 了节点的剪切变形延性；后成孔方法提高了节点的剪切变形和剪切变形延性；随着轴压 比的增大，节点的耗能性能更好，但预应力和成孔方法对节点的耗能性能影响较小；预 应力、轴压比、成孔方法对节点的刚度退化规律影响较小；预应力和后成孔在一定程度 上能够提高节点的承载力。陈振明四等针对当前钢管混凝土柱-型钢混凝土梁连接中的不足提出了一种钢牛腿 式钢管混凝土柱-型钢混凝土梁新型节点，并分别进行了单调加载和低周反复加载试验，并采用ANS YS有限元软件进行分析。研究表明：单调加载下，钢牛腿剪切变形很小，节点实现“强剪弱弯”型机制；节点破坏时，型钢混凝土梁与钢管混凝土柱脱离，梁端 混凝土压碎，钢牛腿节点变截面处转角很大；低周反复加载下，节点强度未发生明显退 化，最终破坏为变截面处型钢屈服，混凝土压碎，纵筋和箍筋屈服外鼓，但节点具有较 好的塑性变形能力，节点实现了“强节点，弱构件”的设计原则；有限元分析表明：数 值模拟得到的梁端极限荷载、钢牛腿变截面外端扰度曲线与试验值吻合较好。古松等对钢管混凝土柱-型钢混凝土梁节点进行了三维有限元建模分析，其中梁 中型钢分为两种:角钢和槽钢，分析结果表明：该类节点的整体性、延性性能良好，破 坏时钢管柱应力较小，柱混凝土大都处于受压状态；梁中角钢对混凝土具有套箍作用，角钢用量越大，节点的耗能性能越好；配槽钢节点整体性更好、承载力更高，加载过程 中刚度退化不明显，耗能性能较好。杨俊阿对钢管混凝土柱-型钢混凝土梁节点进行了有限元分析，研究不同加载方式、梁腹板高度、翼缘板的宽度、梁腹板的厚度、混凝土强度等对节点抗震性能的影响。结 果表明：型钢腹板高度和厚度的增大，节点的抗弯及抗剪能力也增强；翼缘宽度增大能 够提高节点承载能力；混凝土强度提高能提高节点的初裂和极限抗剪强度。盛美群闺基于呼和浩特火车东站主体结构局部位置关键梁柱节点，选取外加强环 式钢管混凝土柱-型钢混凝土梁K形节点运用ANS YS有限元软件进行分析，通过改变 K形节点中其中两根梁的夹角（25。，30,35,40,45）,来研究各夹角下型钢屈服 7广西大学工程硕士学位论文 装配式方钢蕾遑凝土柱一型钢混鬟土梁框架边节点抗震性熊试验:研究力，以及型钢屈服力外加钢筋屈服力时，环板的受力状态。郭怀仁156】等对三个梁柱节点进行了有限元分析，分别是：钢筋混凝土梁柱节点、有 缀板连接的穿心槽钢混凝土节点、无缀板连接的穿心槽钢混凝土节点。分析结果表明：型钢混凝土梁节点可以通过合理的设计实现“强节点，弱构件”的抗震设计原则；相比 于钢筋混凝土梁节点，型钢混凝土梁节点能承受更大的应力，延性更好，刚度退化不大,钢管混凝土柱和节点域变形很小，破坏时塑性较外移。1.4 已有研究基础本课题组杨震和伍小萍在2016年已经对现浇组合结构框架节点（选取了再生粗骨 料取代率、轴压比、梁柱线刚度比为变化参数）进行了一些研究,58J。其中伍小萍完成 了八个现浇的方钢管再生混凝土柱-型钢再生混凝土梁框架十字节点的抗震性能研究，研究结果表明：再生粗骨料取代率对节点的抗震性能影响不明显；随着轴压比的增大，试件的耗能性能越好，但试件的延性和变形性能会变差；随着梁柱线刚度比的增大，试 件的承载力越高，耗能性能越好，但延性变差。杨震完成了八个现浇的方钢管再生混凝 土柱-型钢再生混凝土梁框架边节点的抗震性能研究，研究结果表明；所有节点滞回曲 线较为饱满，延性较好，天然粗骨料试件延性好于含有再生粗骨料的试件，再生粗骨料 取代率对试件的承载力、耗能、刚度退化、累计损伤影响不大；随着轴压比越大，节点 的延性、耗能变差、刚度退化、累计损伤增大；随着梁柱线刚度比的增大，试件延性、耗能能力变差、承载力增大。1.5 本文研究内容L5.1研究意义本课题紧随当前建筑产业发展的新趋势，立足于工程实际，旨在解决工程实际问题。装配式结构能够提高产品质量，缩短施工周期，加快施工速度，节约资源，控制环境污 染等优点，钢-混凝土组合结构能够提高构件的承载力，减少梁柱构件的截面尺寸等优 点，本文提出的装配式方钢管混凝土柱-型钢混凝土梁框架节点，该类节点具有装配式 结构和钢-混凝土组合结构的优点，更重要的是：装配式结构解决了钢-混凝土组合结构 其结构复杂，现场施工作业难度大，