翼緣加強型狗骨式節(jié)點的性能分析及改進.pdf

1、美國北嶺地震和日本阪神地震之后，許多學(xué)者通過大量的試驗和理論分析研究梁柱節(jié)點的受力性能，主要通過增強節(jié)點或者削弱梁段來提高節(jié)點的塑性變形能力。本文基于對“強節(jié)點弱構(gòu)件”這一概念的深化，對現(xiàn)有梁柱延性節(jié)點形式實行改進，即局部加大梁端焊縫截面，而且在離梁端一定距離處又適當(dāng)削弱梁翼緣尺寸（以下稱翼緣加強型狗骨式節(jié)點），使梁端塑性鉸外移的同時，梁柱節(jié)點既有較強的承載能力，又具備較好延性。
　　 本文首先以擴翼式節(jié)點的試驗研究為基礎(chǔ)，利用

2、ANSYS軟件對此擴翼式節(jié)點進行非線性有限元分析，并將有限元分析結(jié)果與試驗結(jié)果相對比，從滯回曲線可以看出，有限元模擬效果較好，能夠較真實地反映節(jié)點的塑性變形和承載能力。
　　 基于以上試驗?zāi)Ｐ停瑢α褐?jié)點形式加以變化，做出以下三種形式的梁柱節(jié)點：翼緣加強型狗骨式節(jié)點、狗骨式節(jié)點以及普通剛性節(jié)點。由于擴翼式節(jié)點的有限元分析結(jié)果得到驗證，以同樣的分析方法對上述三種形式的節(jié)點進行循環(huán)荷載下的有限元分析，具有一定的可靠性和有效性。結(jié)果表

3、明：翼緣加強型狗骨式節(jié)點由于將塑性鉸外移，增強了結(jié)構(gòu)的耗能能力及延性性能；而翼緣的加強又使節(jié)點的承載能力和初始剛度明顯高于狗骨式節(jié)點；相對于擴翼式節(jié)點，梁端翼緣截面盡管加強，但加強幅度較小，不需要加大柱截面，從而達到節(jié)約鋼材的目的。
　　 為了探明梁翼緣、腹板以及柱節(jié)點域等關(guān)鍵部位的應(yīng)力分布及其發(fā)展規(guī)律，采用ANSYS建立同上的4種節(jié)點模型，在梁端施加豎直向下的強制位移，進行單調(diào)荷載作用下的三維非線性有限元分析，得出彈性階段、彈

4、塑性階段的應(yīng)力分布情況。結(jié)果表明：翼緣加強型狗骨式節(jié)點明顯達到了塑性鉸外移的目的，不但不需加大柱的截面，而且梁端焊縫質(zhì)量較容易得到保證。
　　 為了使梁柱接頭處的翼緣板的擴翼長度、削弱長度和削弱的深度取值更為合理，本文設(shè)計了3個系列的翼緣加強型狗骨式節(jié)點試件。采用考慮材料非線性、幾何非線性的有限元程序分別研究了這些參數(shù)的取值對翼緣加強型狗骨式節(jié)點受力性能的影響。對翼緣加強型狗骨式節(jié)點設(shè)計參數(shù)的取值范圍提出建議，為工程設(shè)計提供參考