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摘要：方形钢管混凝土柱在建筑结构中的使用越来越广泛。为了研究由方形钢管柱和钢-混凝土组合梁（钢梁）连接的内部膜片直通型接头的抗震性能，对10个接头样本进行了低周循环荷载试验。在此基础上，对其核心区域的抗震性能进行了更深入的研究和分析，例如作用力过程，破坏形式，磁滞曲线，骨架曲线，延性，刚度下降，强度下降和能量耗散能力。研究结果表明，节点试件的磁滞曲线具有明显的纺锤形，非常饱满，具有很强的消能能力。内膜直通型节点即使在节点损坏的情况下，也具有良好的延展性和承载能力，是延性故障。在整个加载过程中，接头的刚度明显降低，强度很小，可以在地震防御工事地区普及。
关键词：钢管混凝土柱；钢梁隔板；贯通式节点；抗震性能
1试验概况
1．1试件设计
为该测试设计了四个十字形全尺寸接头样本。其中，试样CV1的钢梁法兰的端部用楔形钢板加固（称为侧板加固型）。CS系列试样的钢梁法兰设置在膜片A半径为20mm的圆弧倒角的交界处，并将隔板从两侧制成斜率为1：4的斜面（简称斜面）类型）。CS系列试件的主要变化参数是隔膜的厚度，浇注孔的L直径，钢管的宽厚比以及钢管是否填充有混凝土。下部法兰和隔板之间的对接焊缝在焊接时配备了背板，焊接完成后不能将其移除。焊条采用E43系列；钢梁腹板与剪力板的连接螺栓采用10.9级M16摩擦式高强度螺栓。试件的钢为Q235B，管内混凝土的设计标记为C40，立方抗压强度为fc = 47.6MPa，弹性模量E = 3.73×10MPa。
1.2试验装置及测量内容
千斤顶施加在塔顶的恒定垂直载荷，载荷值由液压油泵自动控制器控制。左右横梁末端使用两个MTS执行器，以施加非对称的低周期重复载荷，并且执行器的行程为±350mm。为了防止悬臂梁的整体不稳定，在梁端设置了侧向支撑。MTS数据采集系统自动收集梁端载荷P和垂直位移，并绘制P-A滞后曲线。千分表安装在样品上，以测量梁端塑料铰链区域的角和节点区域的剪切变形。为了测量关键部件的应变，在节点的核心区域附近的梁翼缘和腹板，柱壁和隔板上布置了应变仪。
1.3加载程序测试采用负载
变形混合控制的加载系统，加载过程如下：①在塔顶施加竖向轴向压力，载荷值在整个试验过程中保持恒定；②在左右横梁末端施加低周反复载荷，直到试样损坏。在试样达到屈服载荷之前，采用载荷控制并分阶段加载，每个加载周期执行一次。当加载。在位移曲线的拐点出现之后（指示屈服的开始），载荷由变形控制。将变形值作为对应于试样屈服的梁端的垂直位移4，并将其倍数用作受控载荷的水平差，并且将控制位移的每个水平循环3次。在测试之前，将每个样品预加载两次，以检查测试设备和测量设备的响应是否正常。梁端的最大预加载载荷为10kN，约为屈服载荷的20％。
2测试过程和破坏特征观察
结果表明，在所有试件的弹性载荷阶段和弹塑性载荷的初始阶段，梁端的载荷和位移基本呈线性，且在试件表面未见明显的变形或裂纹。随着荷载水平的增加，四个接头试件最终在钢梁与膜片之间的连接处失效。当试样损坏时，接头和钢管柱壁的核心区域的变形和屈曲不明显，这表明典型的``强柱和弱梁''是工程特征，但由于由于连接结构和设计参数的差异，每个试件表现出不同的破坏特性。当试件CV1加载到3Ay的第一个周期时，梁的压缩凸缘在加固侧板的端部稍微弯曲，但是在随后的卸载和反向加载时，弯曲的部分将重新展平。这时，左右横梁的拉力凸缘位于加强侧板的焊接趾部。有细小的裂缝。在3Ay正向加载的第三个周期中，梁的张紧法兰上的裂缝逐渐增加。
当加载到44的第一个周期时，左梁的压缩凸缘严重弯曲，并且右梁的张紧凸缘上的裂缝几乎被穿透。梁的端载荷降至51.62kN。反向加载到44后，测试结束。当样本CS1加载到第一个周期34时，左梁和右梁的压缩凸缘在T型孔L处稍微弯曲。在加载过程中，梁的压缩凸缘明显弯曲，并且梁凸缘和处理孔处的腹板在板之间存在微裂纹，并且试样的承载能力略有降低。当加载到第一个周期54时，梁加工孔处的裂缝宽度增加，梁腹板似乎弯曲，梁端载荷降至50.24kN，并且当反向载荷达到54，梁端的载荷降至49.85kN。此时，梁的压缩凸缘严重弯曲，测试结束。尽管标本CS2和CS1的参数设置不同，但测试过程和破坏特性基本相似。在第一个循环3的正向加载过程中，样品的压缩凸缘在孔处略微弯曲。加载到44时，梁的压缩法兰明显弯曲，梁的法兰和腹板在加工孔中。出现微裂纹，并且试样的承载能力略有降低。在前向加载的第一个周期中，右侧梁孔处腹板和翼缘之间的裂缝逐渐扩大，梁端载荷降至51.38kN。当反向载荷达到54时，梁的端部载荷降至47.37kN，此时梁压缩法兰严重弯曲，测试结束。当将样本CS3加载到第一个周期34时，样本的压缩凸缘在第12 art孔处稍微弯曲，并且与剪力板相连的钢管柱的壁在拉伸区域中显得很小。在前向载荷的第44个周期中，梁的压缩凸缘显着弯曲，右梁的下凸缘与膜片之间的焊缝附近的钢突然断裂，然后钢梁腹板也沿螺栓孔破裂。试件的承载能力急剧下降。当反向载荷达到44时，梁端载荷降至36.62kN，测试结束。
3试验结果分析
3．1滞回曲线各节点
加载到试样的梁端。显示了位移磁滞曲线。①在加载开始时，每个节点的试件刚度变化不大，磁滞曲线线性上升，卸载时的残余变形很小。由一个正向和反向载荷形成的磁滞回线并不明显，但是在试件屈服之后，随着载荷水平的增加，磁滞曲线逐渐变得更饱满（呈梭形），表现出良好的地震耗能能力。②在破坏试样之前，在相同荷载水平下的每个循环中，梁端的荷载基本不会减少，这表明在反复荷载下，节点的强度降低的程度较小；③关节的加载和卸载曲线的斜率随载荷水平的增加而减小，但载荷曲线的斜率比卸载曲线的减小幅度更大，表明关节的载荷刚度。退化现象比卸载更明显。刚度下降。
3-2骨架曲线样本
在垂直恒定荷载和低周反复荷载的作用下，每个试样都经历了弹性相和屈服相而失败。与其他两个样品相比，样品CS1和CS2的骨架曲线相对平坦，并且在大位移阶段具有良好的延展性。这是因为试样CV1和CS3的最终破坏分别是从梁凸缘的开裂和断裂开始的。根据骨架曲线确定每个试样的特征载荷和特征位移值。在测试过程中，屈服载荷由载荷-位移曲线的拐点确定。这种方法具有更大的灵活性和主观性。
结论
（1）接头试件的磁滞曲线为全梭形，位移延性系数为2.73至4.25，等效粘性阻尼系数为0.295至0.356，表明通过节理的隔膜具有较高的延性和较强的能量耗散能力。（2）钢梁翼缘与膜片的连接结构对节点的承载力和核心区域的抗剪刚度影响不大，但对延性，耗能能力和刚度退化的影响较大。关节。与侧板加固节点相比，倒角平整节点具有更好的延展性和能量耗散能力，且刚度降级平缓，有利于确保梁上塑性铰的产生，提高节点的抗震性能。（3）对于梁端受损的试样，减小膜片厚度，增加浇注孔口和增加钢管的宽厚比，对接缝的承载力和抗剪刚度的影响很小。改进表明，在“强柱弱梁”设计原则下，适当减小节点域的刚度有利于提高节点的能量消散能力。
参考文献：
[1]王砾瑶. 钢管混凝土柱与钢梁隔板贯通式节点抗震性能研究[D]. 2010.
[2]王晓艳. H型钢梁与方钢管混凝土柱隔板贯通式连接节点性能试验研究[D]. 同济大学土木工程学院，2008.
[3]邵鹿峰. 方钢管混凝土柱—H型钢梁组合节点抗震性能试验研究[D]. 2013.