节点域局部灌浆工字形柱RBS连接节点滞回性能研究

发布时间：2020-07-25 17:22

【摘要】：钢框架中常规的加强型节点存在焊接板件过多而施焊困难、强弱轴连接强度差异较大、改变梁截面高度影响建筑美观等缺点。本文在已有的研究基础上,提出节点域局部灌浆节点,并通过有限元软件对其进行数值模拟研究。运用ABAQUS有限元软件模拟削弱型节点和方钢管混凝土柱-钢梁节点的试验情况,对比分析有限元计算与试验的结果,验证了有限元软件建模分析的可靠性。本文对节点域局部灌浆节点、柱腹板加补强板节点和传统钢节点均施加循环荷载,通过对比分析计算结果,得出节点域局部灌浆节点滞回性能优良;提出了节点域灌浆工字形柱RBS连接节点,在循环荷载作用下与未削弱节点进行对比分析。研究表明,节点域灌浆工字形柱RBS连接节点的塑性铰出现在距梁端一定距离的削弱区,改善了梁端焊缝处的高应力分布情况,有效地避免了节点产生脆性破坏,相比未削弱节点,虽其承能力有一定程度的降低,但大大提高了节点的延性,其滞回性能更优。通过研究在循环荷载作用下混凝土高度h、混凝土强度、加劲肋厚度t_e、削弱段起始点距梁端的距离a、削弱段长度b和削弱段深度c共6个变化参数对节点域灌浆工字形柱RBS连接节点的承载力、延性、刚度退化以及耗能能力等方面的影响,得出各设计参数的合理取值范围,建议混凝土填充高度h取1.2h_b~1.6h_b较为合适,h_b为对应的梁截面高度,混凝土强度取C30~C40,加劲肋厚度t_e取6~10mm,梁翼缘削弱段起始点距梁端的距离a取0.45b_f~0.75b_f,削弱段长度b取0.67h_b~0.83h_b,削弱段深度c取0.22b_f~0.27b_f,其中_fb为钢梁翼缘宽度。利用ABAQUS有限元软件建立包含该削弱型节点形式的3榀2层2跨空间钢框架,通过与未削弱节点形式的空间钢框架以及传统钢框架在循环荷载作用下各项滞回性能指标的对比,体现出削弱型节点形式的钢框架具有优良的延性性能和耗能能力,证明了引入该节点能有效地增强钢框架的整体抗震性能。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU398.9
【图文】：

图 1.1 PEC 柱截面形式表 1.1 PEC 柱研究汇总试件类型 研究方式 主要 柱-钢梁组合结构 拟动力试验在动力循环荷点，该结构的能能力更优。PEC 短柱 竖向压力试验PEC 柱以翼缘凝土压溃为最 柱型钢梁空间复合框架拟静力试验该类型框架在和延性方面具C 柱型钢梁节点 拟静力试验通过试验得出具有良好的延

方钢管混凝土柱-钢梁节点形式

（c）梁端翼缘板加强型节点 （d）腋板加强型节点图 1.3 加强型梁柱节点形式表 1.3 加强型梁柱节点研究汇总主要研究者 试件类型 研究方式 主要研究结论T.Kim、A.S.whittaker[30, 31]梁端盖板和翼缘板加强节点拟静力试验有限元分析通过试验对比得出，梁端加翼缘板节点于加盖板节点；在整个受力过程中，柱表面没有发生大的塑性变形，梁的最大性转角为 0.023~0.039rad。Chen、Lin[32, 33, 34]扩翼式梁柱节点拟静力试验有限元分析通过试验发现，扩翼式节点能有效地缓梁端焊缝处的应力集中现象，改善了其性变形能力。试件的整体滞回行为及失效模式主要

【参考文献】

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本文编号：2770128