带可更换“保险丝”的螺栓连接钢梁柱节点受力行为研究

发布时间：2020-06-17 03:48

【摘要】：目前,钢结构由于其高强、施工快捷、耐久性好等特点,广泛应用于商业和工业建筑之中。其中,钢节点在钢结构体系中起到重要作用,需要具有足够的强度去承担荷载,并具有一定的转动能力。由于地震频发,大量节点在地震中发生破坏,导致高额的维修费用。根据上述情况,学者们提出的局部削弱节点为钢节点的延性抗震提供了很好的解决方案。然而,这种节点损伤后难以修复,维修费用高,因此,迫切需要提出一种新型耗能节点,同时又便于震后修复。本文开展了带可更换“保险丝”的螺栓连接钢梁柱节点受力行为研究,其中,螺栓连接节点的上下翼缘盖板和腹板盖板采用高性能低屈服点钢材LYP160,利用材料的高耗能能力和高延性特点,充分发挥“保险丝”作用;梁柱采用传统的Q345钢材;盖板采用10.9级高强度螺栓与梁连接。为了研究此节点的受力性能,采用有限元软件ABAQUS建立了具有不同“保险丝”构造参数的螺栓连接节点数值模型,全面对比其单调性能、滞回行为、破坏形态和耗能能力。不同参数的变化对带可更换“保险丝”的螺栓连接钢梁柱节点的受力行为影响较大。随着梁与梁之间的缝隙增加,翼缘盖板逐步发生局部屈曲。节点承载力随着腹板盖板厚度增加,盖板长度增加,拼接位置的增加而增加;其数值随着螺栓间距和梁与梁之间缝隙的增加而减小。一些节点虽然承载力很高,但其梁段自身的耗能也相应提高,“保险丝”没有发挥作用。综合考虑承载性能、滞回性能、破坏形态以及耗能能力,No.3试件是更好的选择,其承载力系数为0.7。根据参数分析结果,提出了带可更换“保险丝”的螺栓连接钢梁柱节点的设计建议。在强烈地震作用下,损伤主要集中在可更换的“保险丝”,主体结构不发生破坏,震后仅更换盖板“保险丝”即可。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU391

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本文编号：2717027