多高層金鋼框架節(jié)點(diǎn)域力學(xué)性能分析.pdf

1、鋼框架結(jié)構(gòu)受水平荷載作用時(shí)，框架整體性能受梁柱連接節(jié)點(diǎn)域的影響非常大。過(guò)大的節(jié)點(diǎn)域變形必須加以限制，而適度的塑性變形，可以耗散地震能量，減少對(duì)梁塑性變形的要求。通過(guò)對(duì)全球范圍內(nèi)幾次大地震研究發(fā)現(xiàn)，眾多鋼結(jié)構(gòu)建筑的破壞是由于梁柱節(jié)點(diǎn)斷裂引起的，而設(shè)計(jì)中通常忽略混凝土樓板對(duì)節(jié)點(diǎn)承載能力和剛度的影響，這是不安全的。因此，研究樓板對(duì)鋼框架節(jié)點(diǎn)域力學(xué)性能的影響，對(duì)明確鋼框架節(jié)點(diǎn)的工作狀況、提高鋼框架結(jié)構(gòu)的整體性能、改進(jìn)現(xiàn)行規(guī)范的抗震設(shè)計(jì)方法具有重

2、要的指導(dǎo)意義和理論價(jià)值。
　　本文采用理論研究與有限元分析相結(jié)合的方法，考慮樓板對(duì)鋼框架節(jié)點(diǎn)域的影響，分析其力學(xué)性能和設(shè)計(jì)方法。建立考慮樓板影響的鋼框架節(jié)點(diǎn)域有限元模型，利用ANSYS軟件對(duì)模型進(jìn)行彈塑性分析，得到節(jié)點(diǎn)在豎向反對(duì)稱荷載作用下的受力及變形特征，并與對(duì)應(yīng)不考慮樓板影響的純鋼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較。進(jìn)行了節(jié)點(diǎn)性能影響參數(shù)的研究，分析樓板有效寬度、厚度、配筋率等對(duì)節(jié)點(diǎn)域受力性能的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)和總結(jié)了節(jié)點(diǎn)抗彎承載力及等效剪

3、力計(jì)算公式。主要內(nèi)容如下:
　　(1)介紹鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造及其分類、受力特點(diǎn)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的關(guān)于節(jié)點(diǎn)域的計(jì)算方法和組合梁的相關(guān)計(jì)算理論，充分了解現(xiàn)有研究狀況，對(duì)該課題的研究方法、規(guī)范、公式進(jìn)行歸納對(duì)比。
　　(2)結(jié)合工程實(shí)例，利用ANSYS軟件進(jìn)行節(jié)點(diǎn)域有限元模擬，得到節(jié)點(diǎn)在豎向反對(duì)稱荷載作用下的彎矩—轉(zhuǎn)角關(guān)系及應(yīng)力特征。
　　(3)選擇有代表性的節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行參數(shù)分析，分別研究樓板有效寬度、厚度、配筋率對(duì)節(jié)點(diǎn)域

4、受力性能的影響規(guī)律，并與不考慮樓板影響的純鋼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較，得到其影響程度的大小，提出節(jié)點(diǎn)處樓板有效寬度的選取原則。
　　(4)分析節(jié)點(diǎn)域在梁端彎矩作用下的內(nèi)力分布，利用力的等效原則，提出節(jié)點(diǎn)域在考慮樓板作用時(shí)的等效剪力計(jì)算公式，并與不考慮樓板作用的公式進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。參照組合梁抗彎承載力計(jì)算方法，引入0.8的折減系數(shù)，提出節(jié)點(diǎn)域在循環(huán)往復(fù)荷載下考慮樓板影響時(shí)的彈性、極限抗彎承載能力計(jì)算公式，并與有限元分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。