型钢PEC柱-钢梁组合框架自复位梁柱节点抗震性能及性态设计

自复位节点是梁柱双T型连接基础上，在界于腹板间梁柱全长设置预拉杆和增设外加辅助耗能装置，使结构在震后自动复位，其残余变形明显减少，同时也相应减缓了主要受力构件的损伤破坏程度，从而实现结构不同性态设计目标。迄今为止，国外对自复位节点的研究尚处初步阶段，而国内相关研究更少，特别是对组合框架梁柱连接引入自复位思想进行改进（即采用短预拉杆与聚氨酯耗能材料等构造）的节点性能研究尚未见诸文献。.本项目拟对型钢PEC柱-钢梁组合框架新型自复位节点进行循环往复荷载下的力学性能试验研究，得到其自复位功能、受力机理、耗能模式、塑性开展与分布规律及破坏模态；结合前人研究成果，构建其恢复力模型；基于商用有限元软件进行二次开发，考虑材料、几何与边界条件非线性，分析各设计参数对节点性能的影响规律；根据结构性态提出设计方法与构造措施。本项目研究将为新型自复位节点的工程应用奠定理论基础，有重要的理论意义和工程应用价值。

自复位节点是梁柱双T 型连接基础上，在界于腹板间梁柱全长设置预拉杆和增设外加辅助耗能装置，使结构在震后自动复位，其残余变形明显减少，同时也相应减缓了主要受力构件的损伤破坏程度，从而实现结构不同性态设计目标。本项目改进了现有研究成果，提出采用短预拉杆，研究采用预拉对穿螺栓的新型卷边PEC柱-钢梁BRS耗能板部分自复位连接与卷边PEC柱-钢梁摩擦耗能型部分自复位连接节点的抗震性能，采用试验，有限元与理论等方法。基于试验、有限元分析结果，从试件的承载力、自复位功效、耗能能力和节点传力机理等方面研究试件的抗震性能。结果表明：（1）T形摩擦耗能部分自复位连接通过滑移摩擦耗散地震能和预拉杆实现自复位功效，且整个加载过程中结构主要受力构件均处在弹性状态；PEC柱的布置决定梁柱连接的刚度匹配，相应影响部分自复位节点受力性能发展进程和试件损伤分布规律；预拉对穿螺栓和预拉杆的设置使节点域形成了混凝土斜压带传力模式，相应降低了对节点域钢结构腹板的抗剪要求；所有试件层间侧移角达到中震层间侧移角限值0.02rad之前，残余转角基本满足小震层间侧移角限值0.005rad，且当层间侧移角超过大震层间侧移角限值0.035弧度时，试件承载能力仍呈增大趋势、相应卸载残余侧移角均不超过0.015弧度；（2）BRS板耗能部分自复位连接通过BRS板屈服耗散地震能和预拉杆实现自复位功效，其效果与摩擦耗能自复位节点类似，但其耗能能力与自复位能有优于摩擦型。（3）向柱中施加竖向荷载，产生明显的P-Delta效应，会降低节点自复位能力，但对于摩擦型影响大于BRS型。