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圆弧扩大头隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点抗震性能试验研究

发布时间:2018-10-21 19:33
【摘要】:对5个圆弧扩大头隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点和1个基本型异型节点进行低周往复循环加载试验,研究圆弧扩大头构造对隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点在强震时的破坏模式、承载力、塑性转角、滞回性能、骨架曲线、刚度退化和耗能性能等抗震性能的影响规律。试验结果显示,基本型异型节点在刚度较大、几何变化剧烈(应力集中严重)的大截面梁翼缘对接焊缝侧边开裂,节点的塑性转角约为0.015rad,达不到FEMA要求的0.03rad。圆弧扩大头异型节点在隔板圆弧扩大区形成塑性铰,节点的塑性转角达到0.033~0.044rad,承载力和耗能性能较基本型异型节点分别提高41.7%~53%和173%~500%。隔板圆弧扩大区屈曲、对接焊缝延性拉断、贯通式隔板与柱壁板间焊缝剪切破坏、梁腹板焊接孔开裂是圆弧扩大头异型节点的主要破坏模式。隔板圆弧扩大头构造和梁翼缘对接焊缝移至远离节点区的措施,缓和了节点区焊缝过于密集和焊接热影响区的交叉影响,规避了梁翼缘对接焊缝处的几何突变(应力集中)和过早脆断。此次试验的隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点,大截面梁均先于小截面梁断裂,且均未出现以往内隔板式节点试验中常见的柱壁板间焊缝撕裂现象。
[Abstract]:In this paper, the low cycle reciprocating cyclic loading tests are carried out on five special joints of box column-H-type steel beams with extended arc head and one basic shaped joint. The influence of the structure of the extended arc head on the failure mode, bearing capacity, plastic rotation angle, hysteretic performance, skeleton curve, stiffness degradation and energy dissipation performance of the special-shaped joints of the diaphragm through box-H-type steel beams under strong earthquake is studied. The test results show that the basic shaped joints crack on the side of butt weld of large section flange with large stiffness and severe geometric change (stress concentration), and the plastic angle of the joint is about 0.015 rad. which is not up to 0.03radas required by FEMA. The plastic hinge is formed in the circular arc expansion zone of the circular expansion head, and the plastic rotation angle of the joint reaches 0.033 ~ 0.044 rad. the bearing capacity and energy dissipation performance of the joint are increased by 41.7% and 173500%, respectively, compared with that of the basic shaped joint. The main failure modes are buckling of circular arc expansion zone, ductile tensile fracture of butt weld, shear failure of weld seam between through type partition plate and column wall plate, and welding hole cracking of beam web plate. The construction of the enlarged head of the diaphragm arc and the measures of moving the butt weld of the beam flange to far away from the joint zone have alleviated the over-dense weld seam in the joint zone and the cross effect of the welding heat affected zone. It avoids the geometric catastrophe (stress concentration) and premature brittle fracture at the butt weld of beam flange. In this experiment, the special-shaped joints of box column-H-type steel beams with large cross-section are broken before those of small section, and there is no common weld tearing phenomenon between column and wall in the previous test of internal partition joints.
【作者单位】: 宁波大学;
【基金】:浙江省自然科学基金(LY12E08008) 浙江省公益性技术应用研究计划(2013C31058) 浙江省“新世纪151人才工程”项目(11-3-079) 宁波市自然科学基金(2013A610192)
【分类号】:TU391;TU317.1

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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