方钢管混凝土柱全螺栓装配式连接节点抗震性能数值分析

Abstract

为解决钢管混凝土柱与柱连接节点现场焊接带来的污染严重、建设效率低等问题，融合十字形芯筒方便加工和施工的优点，在课题组提出的自攻螺栓芯筒式柱节点基础上，提出一种新型连接节点，即内置十字形芯筒方钢管混凝土柱全螺栓装配式连接节点。基于该连接节点拟静力试验结果，利用ABAQUS软件建立数值分析模型，验证模拟方法的可靠性，并针对自攻螺栓、加劲肋和十字形芯筒不同构造组合开展参数化分析。研究结果表明：数值分析结果与试验结果吻合较好，验证了数值分析方法的可靠性；自攻螺栓有效抑制了法兰板的翘曲变形和相对开口，使节点抗弯承载力平均提高19.94%，延缓了节点的刚度退化；加劲肋抑制了法兰板变形，使节点抗弯承载力平均提高3.70%，但增大了法兰板发生相对开口的可能；十字形芯筒有效抑制了法兰板的翘曲变形和柱壁局部鼓曲，提高了节点承载力和刚度，延缓刚度退化。总体来说，加劲肋对该节点抗弯承载力影响不大，且增大上下法兰板的相对开口。因此可将方钢管混凝土柱全螺栓装配节点优化为芯筒和自攻螺栓的组合形式，十字形芯筒与自攻螺栓和混凝土之间具有良好的协同工作机制，优化前后的节点均能实现“强节点、弱构件”的性能化设计目标，在工程应用中值得推荐使用。

Keywords

• 十字形芯筒;方钢管混凝土柱;自攻螺栓;抗震性能;数值分析