H型钢弦杆—方支管T型节点滞回性能试验研究及有限元分析

发布时间：2020-10-20 02:54

　　 H型钢由于其良好的抗弯性能、节约材料、便于设计选用等优点而广泛应用在节点设计中作为弦杆,与其它多种截面形式的钢管组成杂交节点共同抵抗外荷载作用。其中方钢管和H型钢的连接有效地避免了相贯面为曲面的问题,使得构件制作和安装的难度大幅度降低,因而在工程中广泛应用。另一方面,抗震设防已成为建筑结构设计的重要环节之一,滞回性能作为衡量结构耗能能力的重要指标,具有重要的研究意义。为此本文针对H型钢弦杆-方支管T型节点的滞回性能进行了试验测试和有限元分析,并引入虚拟梁单元法对模型进行简化,以便从结构层次评估H型钢弦杆-方支管T型节点的抗震性能,为今后的工程应用提供有力的工具。研究的主要内容及结论如下:首先,试验设计了3个H型钢弦杆尺寸相同,方支管截面宽度不同的试件,并将其在滞回荷载加载下进行了试验测试。试验结果表明随着方支管宽度的增加,节点的滞回性能随之增强,节点的耗能能力和延性都随之增加。其次,采用有限元建模的方法来模拟节点的实际破坏情况,有限元建模软件采用ABAQUS,在ABAQUS中利用扩展有限元的分析方法构建了该试件的节点模型,并将有限元结果与试验结果中的各项数据进行了对比,证明了所创建有限元模型的正确性。最后,针对在结构层次建立实体单元模型存在的单元数量庞大,计算效率底下的问题,引入虚拟梁单元建模的方法,实现对T型节点强度、刚度、延性和耗能能力等方面的模拟。之后将虚拟梁单元模型应用到结构层次的工程算例中,采用弹塑性时程分析考察其在地震波作用下顶部相对位移在不同方支管宽度下的影响。分析结果表明由于模型方支管宽度的增加,节点处的整体刚度得到加强,顶点的水平位移峰值将逐渐减小。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU398.9
【部分图文】：

中心主体,大运,截面形式,结构整体