基于相似性和相关性的钢管混凝土柱节点刚度特性灵敏度分析研究

本基金项目基于相似性和相关性，对钢管混凝土柱节点刚度特性灵敏度进行了分析研究。传统的钢管混凝土柱框架节点性能研究中，节点试验忽略了试验不同缩尺比例模型的几何特性非完全相似所引起的误差。而其结构分析又都是基于设计变量完全确定的假设，忽略了各影响因素间的相互作用对结果的影响（在实际工程中，各影响因素是同时作用的）。当不考虑这些因素的时候，有可能会导致完全错误的结论。.项目负责人课题组按照本基金项目既定的技术路线和研究计划，进行了一系列工作，取得了一定成果。主要内容有：（1）基于钢节点的几何非完全相似模型误差分析，（2）基于相关性和不确定性的钢框架节点半刚性分析方法，（3）基于相似性和相关性内加强环节点理论研究和数值分析，（4）基于相似性和相关性钢管混凝土柱框架灵敏度分析，（5）基于相似性和相关性外伸端板连接节点刚度特性研究，（6）基于相似性和相关性桁架凹凸钢管节点的力学性能研究，（7）带悬臂梁段连接的梁柱节点试验与数值分析及其初始转动刚度研究。本项目部分成果已编入广东省标准《钢结构设计技术规程》第1版中，目前已完成送审稿。.随着研究的步步深入，研究者遇到一些困难，发现目前研究的部分局限性：传统的钢管混凝土节点及框架进行模拟分析时，主要采用杆系模型和实体模型，而很少应用多尺度模型。研究者及时发现这些问题，在已有研究的基础上提出新的科学问题，已获得国家自然科学基金委青年-面上连续资助项目《基于多尺度和相关性的钢管混凝土柱节点半刚性计算模型及其框架体系研究》（51378009）。.研究者将在此项目成果的基础上，拟开展基于结构多尺度力学和参数间相关关系对钢管混凝土柱节点进行不确定性灵敏度分析，使得宏观模型与微观模型协同计算，更好把握结构的整体受力特征和微观破坏过程，提出钢管混凝土柱节点半刚性计算模型，并引入钢管混凝土框架体系中，进行框架体系力学性能（静力、拟静力以及地震模拟振动台等）的试验、数值计算与理论分析研究，同时对结构设计软件进行改进研究和二次开发，将研究结果应用到结构设计软件中，使工程师准确地进行钢管混凝土梁柱节点设计。