方钢管混凝土柱穿入式组合节点耗能机制

作者：徐庆元; 雷建雄; 丁发兴^*; 周期石; 张华帅; 邱远光; 杨建军

来源：工程力学, 2023, 1-11.

• 方钢管混凝土柱
• 钢-混凝土组合梁
• 穿入式组合节点
• 韧性损伤
• 塑性耗能

本文开展了4个翼缘削弱的钢管混凝土柱穿入式组合节点抗震性能与三维实体有限元精细化模型分析。在混凝土三轴塑性损伤和钢材混合强化模型基础上，进一步引入钢材的韧性损伤模型，探讨了钢梁削弱程度对节点抗震性能与破坏形式的影响规律，结果显示引入钢材韧性损伤的有限元模型分析结果与试验结果更加吻合，且钢梁削弱程度降低了该节点的刚度、承载力和耗能。随后对不同钢梁尺寸和柱端拉筋强构造下的组合节点进行了承载力、刚度和塑性耗能分配与失效机制的影响规律分析，分析结果表明：穿入式节点分别在梁-柱抗弯承载力比介于1.66～2.11、梁-柱线刚度比介于1.90～1.96、梁-柱截面刚度比介于1.16～1.21时，将由梁耗能向柱耗能转变；柱端拉筋强构造技术后，由于拉筋直接约束混凝土，大幅度提升了柱端抗弯承载力和耗能能力，组合节点在高轴压比时仍维持梁端失效破坏模式；根据《建筑抗震设计规范》，梁-柱抗弯承载力比取值小于1时为强柱弱梁，这对穿入式组合节点强柱弱梁的定义较为保守。

• 单位
  中铁城建集团有限公司; 土木工程学院; 中南大学