安装H形金属阻尼器的梁柱节点滞回性能研究

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传统观点认为,梁柱刚性连接具有良好的抗震性能,但在北岭和阪神地震中大量钢结构节点发生了脆性破坏,因此改善梁柱节点性能成为热门课题。土耳其学者将H形金属阻尼器与梁柱节点相结合,提出了安装H形金属阻尼器的钢框架梁柱节点。研究人员在梁下翼缘处通过高强螺栓安装H形阻尼器,并通过下T板与柱相连。该节点具有较大的变形能力及良好的耗能性能,且节点的破坏主要集中在阻尼器上,只需更换阻尼器便可达到修复节点的目的。本文在已有研究的基础上,采用非线性有限元法研究新型节点的滞回性能。本文介绍了新型节点的构造和细部尺寸,利用有限元软件ABAQUS模拟了新型节点试验,通过滞回曲线、骨架曲线、最大承载力和节点破坏位置的对比,验证了ABAQUS软件可以有效地模拟新型节点。基于有限元软件ABAQUS研究了安装腹板开条形孔、椭圆孔和菱形孔的H形金属阻尼器的梁柱节点的滞回性能。在此基础上,分别对安装三种阻尼器的新型节点进行拓展分析,研究了阻尼器肢高TH、有效肢宽比b/B、肢数n、腹板厚度t等参数变化对新型节点滞回性能的影响,结果表明:(1)在荷载作用下,H形金属阻尼器首先发生屈服并破坏,而梁柱仍处于弹性阶段,在地震后只需更换H形金属阻尼器便可达到修复节点的目的;(2)新型节点的延性系数和耗能系数较高,节点具有较大的变形能力和良好的滞回性能;(3)阻尼器各参数对新型节点的滞回曲线、初始刚度、承载能力、延性系数和耗能系数等均有较大的影响;(4)在新型节点参数分析的基础上,给出了新型节点中H形金属阻尼器设计的建议取值。
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