盲眼螺栓连接方钢管混凝土柱-H型钢梁角钢节点抗震性能研究

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1、学校代号10532学号S1501W0022分类号TU398密级公开工程硕士学位论文盲眼螺栓连接方钢管混凝土柱-H型钢梁角钢节点抗震性能研究学位申请人姓名严奉琦培养单位湖南大学土木工程学院导师姓名及职称霍静思教授谭丁工程师学科专业建筑与土木工程研究方向钢管混凝土结构论文提交日期2018年5月23日学校代号：10532学号：S1501W0022密级：公开湖南大学工程硕士学位论文盲眼螺栓连接方钢管混凝土柱-H型钢梁角钢节点抗震性能研究学位申请人姓名：严奉琦导师姓名及职称：霍静思教授谭丁工程师培养单位：湖南大学

2、土木工程学院专业名称：建筑与土木工程论文提交日期：2018年5月23日论文答辩日期：2018年5月26日答辩委员会主席：汪梦甫教授ResponseofBlind-boltedAngleConnectionswithConcrete-filledSteel-tubularColumnagainstEarthquakebyYANFengqiB.E.（UniversityofSouthChina）2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirement

3、sforthedegreeofMasterofEngineeringinArchitectureandCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorHUOJingsiSeniorEngineerTANDingApril,2018盲眼螺栓连接方钢管混凝土柱—H型钢梁角钢节点抗震性能研究摘要钢管混凝土这种新型结构体系具有承载力高、抗震性能好、施工快速方便等一系列优点，具有良好的应用和发展前景。但事实上，由于开口截

4、面的钢管作为柱构件的节点连接形式和其它节点构造有很大的不同，我国方矩形钢管柱的工程应用极其有限。这就需要发展新型螺栓用于钢管结构的节点连接，解决传统螺栓需两边拧紧的连接问题。故近年来发展了可单边连接钢管的盲眼螺栓系统（BlindBolts）。但是对于盲眼螺栓连接钢管混凝土柱与H型钢梁角钢节点这种新型节点的静力性能以及抗震性能的研究，目前国内外研究的还十分少。因此，这就迫切需要对其研究，使其得到更大的推广和应用。本文对盲眼螺栓及改良的盲眼螺栓连接钢管混凝土柱—钢梁节点进行了静力试验、抗震试验、理论分析，揭

5、示此类节点在静力作用和低周反复荷载作用下的破坏模态，分析影响此类节点承载力的主要影响因素。主要的研究工作和结论总结如下：（1）进行了普通盲眼螺栓以及改良盲眼螺栓连接方形钢管混凝土柱与H型钢梁角钢节点共四个节点的静力试验，考察了螺栓类型，角钢厚度，以及是否有腹板角钢的出现等不同参数对节点静力性能（包括初始刚度，屈服后刚度，屈服荷载和极限荷载，屈服位移，极限位移）的影响规律。同时，试验得出节点的屈服位移也是作为后续抗震试验加载制度的依据。研究表明，盲眼螺栓工作性能稳定可靠，力学性能良好；对于方形钢管混凝土节

6、点，改良的盲眼螺栓连接的节点具有更好的力学性能和转动能力。（2）进行了普通盲眼螺栓以及改良盲眼螺栓连接方形钢管混凝土柱与H型钢梁角钢节点共四个节点的抗震试验，考察了螺栓的类型，角钢厚度，以及是否有腹板角钢的出现等不同参数对节点抗震性能的影响规律。通过对试件弯矩－转角滞回曲线、应变发展规律、破坏模态进行分析，研究了节点抗弯承载力、刚度及强度退化规律、延性、耗能能力等关键指标。研究表明，盲眼螺栓连接节点具有良好的延性，满足抗震规范设计要求；采用改良盲眼螺栓，增加角钢厚度及增加腹板角钢可显著影响节点抗弯承载力

7、、初始转动刚度、延性以及耗能能力，节点抗震性能得到明显增强；通过分析节点弯矩－转角曲线，结合EC3判别准则可知，盲眼螺栓连接节点及改良盲眼螺栓连接节点为典型半刚性连接、部分强度节点。（3）基于组件法及三参数模型，建议了盲眼螺栓以及改良盲眼螺栓连接方形钢管混凝土柱与H型钢梁角钢节点弯矩－转角简化计算模型，推导节点刚度和承载力的计算公式。简化模型计算曲线与试验曲线进行对比，总体吻合良好，具II工程硕士学位论文有较好的计算精度，并且简化模型形式简单，计算效率高。基于本文研究成果，同时结合相应规范、规程，提出节

8、点工程设计建议，可为工程实践提供参考。关键词：钢管混凝土，钢梁，改良的盲眼螺栓，抗震性能，组件法模型III盲眼螺栓连接方钢管混凝土柱—H型钢梁角钢节点抗震性能研究AbstractAsanewstructuresystem,concrete-filledtubestructurehastheadvantagesofhighbearingcapacity,goodanti-fireperformanceandconvenientconstruc