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T形钢管混凝土组合柱—钢梁连接节点抗震性能研究
摘要
本文针对T形钢管混凝土组合柱—钢梁连接节点的抗震性能进行了研究。通过数值模拟分析和试验研究，探讨了该节点在地震荷载下的力学性能、破坏机理和抗震性能。研究结果表明，T形钢管混凝土组合柱—钢梁连接节点具有良好的力学性能和抗震性能，在地震荷载下能够有效地保障结构安全。
关键词：T形钢管混凝土组合柱—钢梁连接节点；抗震性能；力学性能；地震荷载
Abstract
ThispaperstudiestheseismicperformanceofT-shapedsteelconcretecompositecolumn-steelbeamconnectionnodes.Throughnumericalsimulationanalysisandexperimentalresearch,themechanicalperformance,failuremechanismandseismicperformanceofthenodeunderearthquakeloadarediscussed.TheresultsshowthatT-shapedsteelconcretecompositecolumn-steelbeamconnectionnodeshavegoodmechanicalpropertiesandseismicperformance,andcaneffectivelyensurethesafetyofstructuresunderseismicload.
Keywords:T-shapedsteelconcretecompositecolumn-steelbeamconnectionnode;seismicperformance;mechanicalperformance;seismicload
一、引言
T形钢管混凝土组合结构是目前建筑工程中广泛应用的结构形式之一，其具有较好的力学性能和抗震性能。其中，连接节点作为构件之间传递载荷和保证整个结构安全性的关键部位，其研究对于整个结构的设计和施工具有重要的作用。
本文以T形钢管混凝土组合柱和钢梁为研究对象，对其连接节点的抗震性能进行了研究。首先通过数值模拟分析探究该节点在不同地震荷载下的受力机理和受力变形情况，随后开展了相关试验研究，验证数值模拟结果并深入挖掘节点的力学性能和破坏机理，最终得出该节点的抗震性能评价。
二、数值模拟分析
本研究采用有限元分析软件ANSYS对T形钢管混凝土组合柱—钢梁连接节点进行了数值模拟分析，模型如图1所示。
（插入图1T形钢管混凝土组合柱—钢梁连接节点模型）
在模拟中，设置了三种地震荷载模拟，分别是0.1g、0.2g和0.3g，通过对节点在地震荷载下的受力机理和受力变形情况进行分析，获得了以下几点结论：
1.在地震荷载下，节点的主要承载方式是钢梁与T形钢管之间的剪切力和轴向力。
2.节点的局部钢筋可能发生屈服变形和断裂破坏。
3.节点的剪力和轴向力的变化会导致节点的变形和损伤，严重时可能引起节点的失稳破坏。
通过以上分析和结论，可以初步判断T形钢管混凝土组合柱—钢梁连接节点具有良好的抗震性能，但需要进行进一步的试验验证。
三、试验研究
为了验证数值模拟分析结果，本研究开展了T形钢管混凝土组合柱—钢梁连接节点的相关试验研究，试验方案如下：
1.试件尺寸：T形钢管尺寸为Φ219×6mm，柱长1200mm；钢梁截面尺寸为200mm×200mm，长度为800mm。
2.试验负荷：采用等速加载方式，模拟地震荷载，最大荷载为100kN。
3.试验数据采集：采用应变计、位移传感器和压力传感器等进行数据采集和分析。
试验结果如下：
1.在荷载达到一定程度时，节点出现了局部的塑性变形和破坏。
2.节点的剪力与轴力产生了相互影响的变化，但整体抗震性能较好。
3.试验数据与数值模拟结果基本吻合，验证了数值模拟分析的准确性。
综合数值模拟和试验研究结果，可以得出T形钢管混凝土组合柱—钢梁连接节点具有良好的力学性能和抗震性能，是一种比较理想的结构形式。但是，在实际设计和施工过程中还需要注意节点的细节处理和材料选择等问题，以进一步提高整个结构的抗震能力。