2.2.1 WF系列节点
WF系列模型的滞回曲线与骨架曲线对比分别如图7和图8.可以看出,加载初期,各组合节点的骨架曲线基本重合,表明不同的钢梁截面形式对组合节点的初始刚度影响较小.各组合节点的滞回曲线较饱满,表明其具有良好的变形能力和耗能能力.加载至弹塑性阶段以后,各试件的峰值荷载随着削弱形式的变化有所改变,相较于节点WF-1~WF-3,采用单轴对称钢梁截面的节点WF-4~WF-6峰值荷载有所提高.相较于其它模型,WF-1模型较早地出现开裂,承载力明显降低.相比较于WF-5和WF-6试件,WF-4试件加载后期荷载下降较快,主要是由于未对梁截面进行削弱,故未实现梁上塑性铰外移,梁下翼缘连接处突然开裂,荷载下降较快.
图7 WF系列模型滞回曲线
Fig.7 Hysteresis curves of WF series models
图8 WF系列模型骨架曲线
Fig.8 Skeleton curves of WF series models
图9为WF系列节点钢梁截面高度方向上的弯曲正应力分布对比.可以看出,加载位移为正时,组合梁截面中和轴基本位于梁腹板高度中心的上方,而加载位移为负时,中和轴位于梁腹板高度中心附近.节点WF-4的中和轴靠下,距离钢梁截面高度中心最近,说明采用上窄下宽钢梁截面有助于缓解组合梁截面中和轴的上移程度,但由于该试件未采取削弱处理,梁翼缘连接处出现开裂破坏.相较而言,采用上窄下宽且仅梁下翼缘圆孔削弱的组合节点形式可以缓解组合梁截面中和轴的上移,减小梁下翼缘处应力水平.
图9 WF系列模型梁腹板弯曲正应力分布
Fig.9 Bending normal stress distribution of beam web of WF Series ModelsWF
系列模型的承载力以及延性指标见表3,可以看出,削弱形式以及上下翼缘变化对试件的承载能力及延性有一定的影响.采用上翼缘宽度较小、下翼缘宽度较大的单轴对称钢梁截面可提高节点的延性.
表3 WF节点的承载性能及延性指标
Tab.3 Bearing performance and ductility indexes of WF nodes
2.2.2 WT系列节点
WT系列模型的滞回曲线以及骨架曲线分别如图 10和图 11所示.可以看出,各个节点的滞回曲线都比较饱满,具有良好的变形能力和耗能性能.随着钢梁上、下翼缘宽度比的减小,峰值荷载逐渐增大,当钢梁上、下翼缘的比例减小到一定程度,峰值荷载有所下降,是由于上翼缘的宽度过小,降低了节点的承载性能.进入破坏阶段以后,破坏荷载同峰值荷载发展趋势相似.
图 10 WT系列模型滞回曲线
Fig.10 Hysteresis Curve of WT Series Models
图 11 WT系列模型骨架曲线
Fig.11 Skeleton Curve of WT Series Models
图 12 WT系列模型梁腹板弯曲正应力分布
Fig.12 Bending normal stress distribution of beam web of WT Series Models
图 12为WT系列模型梁腹板高度方向上的弯曲正应力分布.可以看出,加载位移为正时,组合梁截面中和轴均位于钢梁截面高度中心以上100~150 mm,说明混凝土楼板会使得组合梁截面中和轴显著上移,梁下翼缘处的应力水平明显高于梁上翼缘处的.加载位移为负时,负弯矩作用下组合梁截面中和轴略高于梁截面高度中心,说明正弯矩作用下混凝土楼板对组合梁截面的中和轴影响更显著.随着梁上、下翼缘宽度比的减小,组合梁截面中和轴逐渐下移.
WT系列模型的承载力以及延性指标见表4.可以看出,除了节点WT-7,随着钢梁上、下翼缘宽度比的减小,峰值荷载、屈服荷载以及延性系数均有所增加.表明合适参数设置的新型组合节点可以有效地提高组合节点的承载力和延性.
表4 WT节点的承载性能及延性指标
Tab.4 Bearing performance and ductility indexes of WT series joints