钢框架梁柱增强型T型钢连接节点抗震性能的数值研究

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典型的T型钢连接是通过T型件以及高强螺栓作为连接件,将钢框架梁柱连接在一起而构成的半刚性连接节点,其构造较简单、传力明确、抗震性能也较优越。该节点可以在多层钢框架结构中广泛使用,并已有较多的应用范例,然而应用于高层及超高层建筑结构就存在着一定不足,主要体现在其承载力和刚度难以达到要求。因而需要对典型的T型钢连接节点进行构造的改进,提高连接节点的强度和刚度。目前国内外对于该类型增强型连接节点的抗震性能的研究很少,因此增强型T型钢连接节点在循环荷载作用下的力学性能亟待研究。本文基于典型的T型钢连接节点的力学性能分析和国内外已有节点构造形式的研究,在课题组已完成的六组典型T型钢连接节点低周循环加载试验的基础上,设计了提高节点抗震性能的五种构造增强方案:增加T型钢腹板处抗剪螺栓排数、T型钢翼缘与腹板间加肋、T型钢翼缘及腹板加宽、增加双腹板角钢、增加T型钢翼缘及腹板厚度,采用有限元数值模拟手段对上述增强型T型钢节点的抗震性能进行研究。通过对典型T型钢连接节点模型-BASE试件的ABAQUS软件计算与试验加载的结果对比,验证有限元数值模型的可靠性。并采用一致的有限元模型对各种增强型节点试件进行循环加载过程模拟,把BASE试件作为基准试件,根据各节点试件的塑性变形开展、M-θr滞回曲线以及其他抗震性能指标的对比,分析五种方案的增强效果和破坏机理,并进一步研究了基于T型钢翼缘及腹板加宽的组合增强方式,得出一些有价值的结论,对梁柱T型钢连接节点的构造设计和抗震性能的进一步研究具有一定的参考价值。
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