考虑混凝土楼板影响的钢框架节点域受力性能研究

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在钢框架结构中,梁柱连接节点域的力学性能对框架整体在侧向荷载作用下的反应有着非常重要的影响。过大的节点域变形必须加以限制,而适度的塑性变形,可以耗散地震能量,减少对梁塑性变形的要求。通过对1994年美国北岭地震震害研究发现,忽略楼板对节点域性能的影响或作为一种安全储备,在钢结构抗震设计中是不利的。因此,楼板对钢框架节点域性能影响的研究,对改进现行钢结构规范的抗震分析和设计方法具有重要的理论意义和应用价值,改进考虑节点域变形影响的结构侧移计算方法具有理论参考意义和工程应用价值。本文通过理论研究和有限元分析的方法,对考虑楼板影响的钢框架梁柱连接节点域在侧向荷载作用下的受力性能进行研究,主要内容如下:1基于ANSYS软件,建立了考虑楼板影响的钢框架节点域有限元模型,并与试验进行了对比,验证了有限元模型的正确性。2考虑节点域剪切变形和弯曲变形,以及柱翼缘对节点域抗剪的有利影响,提出了节点域在受力变形不同阶段抗剪刚度和强度的计算公式。给出了合理模拟节点域在梁端弯矩作用下的弯矩—转角曲线的数学模型,并与有限元结果进行了对比。3通过参数分析,研究了楼板宽度、厚度、侧梁对钢框架节点域的影响规律。4通过研究节点域与组合梁的相互作用机理,分析了在正弯矩下组合梁端截面中和轴在节点域屈服后显著上移的原因。
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