新型装配式方钢管混凝土柱-H型钢梁节点滞回性能的研究

发布时间：2020-05-24 02:17

【摘要】：为了获取新型装配式方钢管混凝土柱-H型钢梁节点(以下简称新型装配式节点)在循环加载作用下的破坏模式和研究各参数对新型装配式节点滞回性能的影响,本文对新型装配式节点进行有限元数值模拟分析,为新型装配式节点的抗震设计和新型装配式钢框架的应用推广提供参考依据。本文在认真学习和总结国内外学者对方钢管混凝土柱-H型钢梁节点研究成果的基础上,提出该新型装配式节点。运用有限元软件ABAQUS对已有的试验试件进行模拟分析,验证了本文有限元软件建模方法的正确性和有效性之后,对新型装配式节点BASE试件进行静力模拟和拟静力模拟,得到单调荷载作用下节点的承载力,节点的荷载-位移曲线,确定新型装配式节点的破坏模式为梁端塑性铰破坏,属于典型的“强柱弱梁”节点;确定在往复荷载作用下,节点的破坏模式仍为梁端塑性铰破坏,节点具有良好的滞回性能。在BASE试件的基础上,对新型装配式节点进行系列参数分析,考虑的参数包括耳板厚度、拼接件竖肢厚度、拼接件横肢厚度、削弱区至梁端的距离、削弱长度和削弱深度等。节点的滞回性能对梁端削弱区的削弱深度最为敏感。削弱深度的取值应考虑在不降低或稍稍降低节点的刚度和强度的情况下,使节点的位移延性和耗能能力等滞回性能有所提升;为体现“强节点弱构件”的设计原则,耳板厚度和拼接件厚度不应过小;削弱区距梁端的距离过小,削弱区局部屈曲会发展至螺栓孔附近;削弱长度过小会导致应力集中,未达到极限承载力梁端削弱区塑性变形过大而破坏。运用有限元软件对三种新型装配式空间节点与平面节点进行对比分析,平面节点和空间节点的破坏模式一致,均为梁端塑性铰破坏;空间效应对角柱节点的各项力学性能影响较大;空间效应对边柱节点和中柱节点的各项力学性能影响较小;角柱节点的滞回性能弱于平面节点,边柱节点与中柱节点的滞回性能与平面节点相似。
【图文】：

板式,节点,方钢管,节点形式

长安大学硕士学位论文方钢管柱的内壁焊接两块横向钢板，位置H 型钢梁腹板与焊接在方钢管柱外壁上的外壁连接。由于此节点特别的构造形式，多的施焊工作会导致出现不小的残余应力坏的可能较大。而且该节点形式在焊接内若方钢管柱边长较小或方钢管柱高度过大管内混凝土的浇筑，所以只有当方钢管柱适合[2]，节点形式如图 1.1 所示。

板式,外环,节点,外肋

图 1.2 外环板式节点是外环板式节点的改进型，它是将外环板式节钢管柱的两侧，竖向肋板与另外两侧的水平外一般的竖向肋板，也可采用 T 型钢。解决了普问题。相较与内隔板式节点，外肋环板节点并外肋环板式节点也存在焊缝较多的缺点，该节能也较大，，且由于外环板式节点自身的构造原，外肋环板式节点环板占用较大空间使边节建筑设计带来了一定的不便，使该节点在实际如图 1.3 所示。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.9

【参考文献】