翼緣加強(qiáng)型狗骨式節(jié)點(diǎn)的性能分析及改進(jìn).pdf

1、美國北嶺地震和日本阪神地震之后，許多學(xué)者通過大量的試驗(yàn)和理論分析研究梁柱節(jié)點(diǎn)的受力性能，主要通過增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)或者削弱梁段來提高節(jié)點(diǎn)的塑性變形能力。本文基于對“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”這一概念的深化，對現(xiàn)有梁柱延性節(jié)點(diǎn)形式實(shí)行改進(jìn)，即局部加大梁端焊縫截面，而且在離梁端一定距離處又適當(dāng)削弱梁翼緣尺寸（以下稱翼緣加強(qiáng)型狗骨式節(jié)點(diǎn)），使梁端塑性鉸外移的同時，梁柱節(jié)點(diǎn)既有較強(qiáng)的承載能力，又具備較好延性。
　　 本文首先以擴(kuò)翼式節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，利用

2、ANSYS軟件對此擴(kuò)翼式節(jié)點(diǎn)進(jìn)行非線性有限元分析，并將有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相對比，從滯回曲線可以看出，有限元模擬效果較好，能夠較真實(shí)地反映節(jié)點(diǎn)的塑性變形和承載能力。
　　 基于以上試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，對梁柱?jié)點(diǎn)形式加以變化，做出以下三種形式的梁柱節(jié)點(diǎn)：翼緣加強(qiáng)型狗骨式節(jié)點(diǎn)、狗骨式節(jié)點(diǎn)以及普通剛性節(jié)點(diǎn)。由于擴(kuò)翼式節(jié)點(diǎn)的有限元分析結(jié)果得到驗(yàn)證，以同樣的分析方法對上述三種形式的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)荷載下的有限元分析，具有一定的可靠性和有效性。結(jié)果表

3、明：翼緣加強(qiáng)型狗骨式節(jié)點(diǎn)由于將塑性鉸外移，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的耗能能力及延性性能；而翼緣的加強(qiáng)又使節(jié)點(diǎn)的承載能力和初始剛度明顯高于狗骨式節(jié)點(diǎn)；相對于擴(kuò)翼式節(jié)點(diǎn)，梁端翼緣截面盡管加強(qiáng)，但加強(qiáng)幅度較小，不需要加大柱截面，從而達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。
　　 為了探明梁翼緣、腹板以及柱節(jié)點(diǎn)域等關(guān)鍵部位的應(yīng)力分布及其發(fā)展規(guī)律，采用ANSYS建立同上的4種節(jié)點(diǎn)模型，在梁端施加豎直向下的強(qiáng)制位移，進(jìn)行單調(diào)荷載作用下的三維非線性有限元分析，得出彈性階段、彈

4、塑性階段的應(yīng)力分布情況。結(jié)果表明：翼緣加強(qiáng)型狗骨式節(jié)點(diǎn)明顯達(dá)到了塑性鉸外移的目的，不但不需加大柱的截面，而且梁端焊縫質(zhì)量較容易得到保證。
　　 為了使梁柱接頭處的翼緣板的擴(kuò)翼長度、削弱長度和削弱的深度取值更為合理，本文設(shè)計(jì)了3個系列的翼緣加強(qiáng)型狗骨式節(jié)點(diǎn)試件。采用考慮材料非線性、幾何非線性的有限元程序分別研究了這些參數(shù)的取值對翼緣加強(qiáng)型狗骨式節(jié)點(diǎn)受力性能的影響。對翼緣加強(qiáng)型狗骨式節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)參數(shù)的取值范圍提出建議，為工程設(shè)計(jì)提供參考