墊板加強的K型搭接節(jié)點滯回性能研究.pdf

1、分類號：H夠93，3密級：，?！_。單位代碼：10749學號：12014130632寧夏大學碩士學位論文墊板加強的K型搭接節(jié)點滯回性能研究StudyonhystereticbehaViorofl(typeoVerlappedjointsstr9n醇hened舅鞋hplat譬指‘導“教申請學位類別：互堂亟專業(yè)領(lǐng)域名稱：結(jié)掏工程。，_研究、方向：鲴結(jié)撿盈太墮廑窒閶結(jié)趁。所在論文完成日期：至Q12生壘旦‘‘呲8Ⅷ5㈣2㈨6㈣8㈨23ⅢY摘要

2、直接焊接的鋼管結(jié)構(gòu)由于其簡潔明快、視覺效果好等諸多優(yōu)點而得到普遍應(yīng)用，成為重要的建筑結(jié)構(gòu)形式之一。節(jié)點作為管結(jié)構(gòu)的薄弱部位，也是結(jié)構(gòu)耗能的關(guān)鍵部位，對節(jié)點的研究是鋼結(jié)構(gòu)能否大力推廣的關(guān)鍵。本文在靜力性能分析基礎(chǔ)上，對K型搭接節(jié)點通過主管局部焊接墊板的方法進行加強，并制作了10個節(jié)點試件，進行滯回性能試驗研究，相應(yīng)的研究工作和取得研究成果如下：(1)K型搭接節(jié)點的靜力性能有限元分析：采用ANSYSlO0有限元分析軟件，在對已有的試驗進行模

3、擬驗證基礎(chǔ)上，設(shè)計節(jié)點形式為支主管均為圓管(主圓支圓)的主管未加強、主管管壁墊板局部加強以及主管灌注混凝土的K型搭接節(jié)點進行軟件分析。通過對比得到未加強節(jié)點隱藏焊縫焊接與否，加強節(jié)點隱藏焊縫未焊接時，在支桿軸向荷載作用下，焊縫焊接情況、墊板尺寸以及混凝土對節(jié)點的破壞模式和承載力的影響。結(jié)果表明：未加強節(jié)點隱藏焊縫焊接不僅可以提高節(jié)點承載力，也可增加節(jié)點的塑性變形能力，影n向節(jié)點的破壞模式。墊板和混凝土對節(jié)點加強后破壞模式不發(fā)生改變，但承

4、載力明顯提高，墊板避免了節(jié)點處的應(yīng)力集中，增大節(jié)點的延性，使節(jié)點具有較高的安全儲備，墊板長度和厚度對節(jié)點的性能影響較小。墊板加強節(jié)點較混凝土加強節(jié)點和隱藏焊縫焊接的未加強節(jié)點相比，具有更好的受力性能和更高節(jié)點承載力。(2)墊板加強K型搭接節(jié)點滯回性能試驗研究及有限元分析：鑒于墊板加強節(jié)點的良好靜力受力性能，考慮施工工藝限制，讓節(jié)點隱藏焊縫不焊接而進行墊板加強，研究其抗震性能是本次研究的重點。為此，設(shè)計支主管截面為主圓支圓、主方支圓的墊板

5、加強節(jié)點與未加加強節(jié)點，共10個試件進行擬靜力試驗，探討不同主管形式、墊板尺寸的節(jié)點在循環(huán)荷載下的破壞模式、承載力、抗震性能。通過觀察試驗現(xiàn)象，得到：主圓支圓試件，除K—CCEl試件節(jié)點從貫通支管處開裂外，其它節(jié)點均因搭接支管屈曲，以及兩支管與墊板的連接處焊縫產(chǎn)生較大的開裂而失效。主方支圓試件，裂縫均從兩支管的搭接部位產(chǎn)生并擴展到整個搭接區(qū)域，因較大的裂縫和支管屈曲而失去承載能力。雖然裂縫開裂和發(fā)展的部位不同，但不同主管形式的K型搭接節(jié)

6、點，節(jié)點破壞模式相同，均為支管屈曲和焊縫破壞模式。同時，通過各節(jié)點的試驗滯回曲線，得出用以評價節(jié)點抗震性能的骨架曲線、剛度退化系數(shù)、延性系數(shù)、能量耗散系數(shù)指標，量化分析了加強節(jié)點與未加強節(jié)點試件的承載力、剛度、延性和能量耗散等性能。最后，對主圓支圓墊板加強節(jié)點實施了滯回性能模擬分析后與試驗結(jié)果做了對比。本文主要創(chuàng)新性：創(chuàng)建了考慮焊縫建模的有限元計算模型，并且驗證了計算模型的可行性。首次系統(tǒng)進行了不同主管形式的墊板加強型K節(jié)點的足尺擬靜力