T形截面多腔式钢管混凝土柱-U形截面钢混凝土组合梁竖向肋板式框架节点抗震性能研究

为解决外环板外露和内环板影响混凝土浇筑的问题,在钢管混凝土异形柱和U形截面钢混凝土组合梁框架结构中增加竖向肋板节点构造,对6个缩尺比为1∶2的T形截面多腔式钢管混凝土柱-U形截面钢混凝土组合梁节点试件进行低周往复试验,得到了试件的破坏模式、荷载-位移滞回曲线以及弯矩-转角曲线,分析了节点核心区剪切变形、延性、耗能能力和应力分布规律。试验研究表明,竖向肋板节点的破坏模式为梁端塑性铰破坏,滞回曲线较为饱满,耗能能力良好,满足欧洲EN 1993-1-8中对于无支撑框架刚性节点的要求。建立了钢管混凝土异形柱与U形截面钢混凝土组合梁节点的精细化有限元模型,该模型对节点荷载-位移曲线以及关键部位的破坏形态均能较为准确地预测,并在此基础上进行了节点承载力及节点刚度参数分析,分析结果表明提高U形钢板厚度能明显提高节点承载力。为保证竖向肋板连接节点达到刚性节点要求,建议竖向肋板翼缘外高度、翼缘内高度、肋板厚度以及肋板与梁翼缘间连接长度分别不应小于U形钢梁宽度的60%、20%、100%以及150%。