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文檔簡介
1、北嶺地震之后,人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)鋼框架梁柱連接發(fā)生了大量的脆性斷裂。震后,國內(nèi)外學(xué)者對改進鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點展開了諸多的研究,目前,改進梁柱剛性連接受力性能的方法主要有梁端削弱式節(jié)點和梁端加強式節(jié)點兩種,這兩種節(jié)點雖然能夠成功轉(zhuǎn)移塑性鉸并避免連接處焊縫的脆性破壞,但是震后的修復(fù)卻是很難實現(xiàn)的。為此,本文設(shè)計了一種新型耗能節(jié)點,采用帶懸臂梁段拼接的節(jié)點形式使塑性鉸形成在削弱處,拼接處兩段梁的翼緣和腹板分別由兩塊鋼板焊接在一起,地震作用下,塑性變形僅發(fā)生
2、在這四塊鋼板上,梁柱主體構(gòu)件始終保持在彈性范圍內(nèi),僅替換破壞的鋼板結(jié)構(gòu)即可正常使用。通過理論分析的方法和ABAQUS有限元數(shù)值模擬,對新型耗能節(jié)點的性能和構(gòu)造形式進行了探討,提出了新型節(jié)點的設(shè)計方法;利用數(shù)值模擬分析新型節(jié)點的性能及合理的構(gòu)造;同時對影響其抗震性能的各個因素進行討論。主要研究內(nèi)容如下:
(1)針對新型耗能節(jié)點僅耗能板發(fā)生塑性變形而梁柱主體構(gòu)件始終保持在彈性范圍內(nèi)的要求,對耗能板的尺寸進行了理論分析,得出了耗能板
3、尺寸限值公式。為避免新型耗能節(jié)點耗能裝置發(fā)生整體失穩(wěn)的破壞模式,對矩形外套所需的強度進行了推導(dǎo),得出了矩形鋼外套梁柱節(jié)點耗能裝置強度設(shè)計的標準。針對C形外套節(jié)點的構(gòu)造形式,得出了耗能板與C形外套預(yù)留縫隙的最小值。
(2)采用有限元軟件ABAQUS對新型節(jié)點構(gòu)件進行了靜力荷載作用下的有限元分析。分析了三種構(gòu)造節(jié)點的荷載-位移曲線、應(yīng)力分布等,發(fā)現(xiàn)其均能將塑性鉸控制在耗能裝置處且能夠使梁柱主體構(gòu)件始終保持在彈性范圍內(nèi),有限元模擬發(fā)
4、現(xiàn)帶矩形外套的耗能節(jié)點能夠承受更大的力;新型耗能節(jié)點的承載力隨著墊板厚度的增大、耗能板自由長度的減小以及鋼外套厚度的增大而增大;有外套耗能節(jié)點的承載力隨著耗能板與鋼外套間隙的減小而增大,但間隙過小時,矩形外套耗能節(jié)點的梁會部分進入塑性。
(3)對新型耗能節(jié)點進行往復(fù)荷載作用下的數(shù)值模擬分析。發(fā)現(xiàn)矩形外套節(jié)點與C形外套節(jié)點耗能能力相比差別不大,但要稍好一些,無外套節(jié)點的耗能最差;隨著耗能板寬厚比的減小、自由長度和間隙的減小以及耗
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