改进的梁柱装配式连接节点抗震性能研究

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxxxx20090818
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梁柱装配式连接节点是在带悬臂梁端的梁柱连接节点的基础上发展而来,在悬臂梁段与钢梁拼接处采用有利于现场安装的栓焊混合连接,其中梁翼缘的拼接板预先在工厂内与悬臂梁段翼缘和钢梁翼缘进行焊接,在现场安装时将连接板作为定位板来进行安装。梁柱装配式梁柱节点有利于现场安装,而工厂焊接有利于施工质量的保证和施工安全。但同时由于悬臂梁段和柱连接处采用全焊连接,拼接处采用有栓焊混合连接,节点整体的延性和抗震性能有所降低因而需要做出改进。本文结合钢结构延性设计理念中“强节点弱构件”的概念,对梁柱装配式连接节点进行了改进。采用有限元分析软件ABAQUS对改进后的该类节点的力学性能进行了研究,并对该类结构抗震性能进行了对比分析,本文主要工作如下:1)利用有限元软件ABAQUS对比分析加强和削弱组合型连接、梁端翼缘加侧板加强型连接和翼缘狗骨式削弱型连接这三种对梁柱装配式节点的改进形式。研究发现:利用加强和削弱组合型连接进行改进的形式,能够实现塑性铰的外移,同时节点承载力也较强,综合性能最好。2)以梁柱装配式连接节点的改进为研究对象,利用有限元软件ABAQUS模拟改进的梁柱装配式连接节点和普通装配式刚性连接节点,比较两者在循环荷载下的荷载-位移滞回曲线,研究了改进后的节点塑性转角和延性指标等力学参数。研究发现改进后的节点具有更好的抗震性能,同时节点承载力也有一定的增强。3)为了使与钢柱采取翼缘加强型狗骨式进行连接的翼缘板削弱长度、削弱深度、扩翼段长度的取值更为合理,本文设计了三组改进的梁柱装配式连接节点。使用考虑材料非线性、几何非线性、状态非线性的ABAQUS程序分别研究了这些参数的取值对改进的梁柱装配式连接节点抗震性能的影响。并对改进的梁柱装配式连接节点扩翼段长度、削弱长度、削弱深度的的取值范围提出建议,为工程实际提供参考。4)根据有限元分析结果,采用理论推导和数值拟合等方式对该类型节点的转动刚度进行了研究,推导了改进的梁柱装配式连接节点初始转动刚度的计算公式,提出了该类节点的力学分析模型;通过修正结构的刚度矩阵和杆端内力计算公式,利用FORTRAN程序编制该类结构的计算分析程序,研究梁柱连接节点改进后结构整体的受力性能。
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