鋼結(jié)構(gòu)梁柱剛性連接節(jié)點優(yōu)化研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)以其特殊的性能得以廣泛的應(yīng)用.但在1994年美國的北嶺地震和1995年日本的阪神地震,以及鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中出現(xiàn)的事故中,曾經(jīng)被認(rèn)為具有良好抗震性能的鋼框架的梁柱連接處發(fā)現(xiàn)了大量的脆性斷裂現(xiàn)象.地震后人們對鋼框架梁柱連接性能及其對鋼框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響進(jìn)行了大量研究.鋼框架結(jié)構(gòu)的梁柱連接多按剛性連接設(shè)計,主梁與柱的連接具有足夠剛度.鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點按照連接方法可以分為:焊接節(jié)點、螺栓連接節(jié)點和栓焊混合連接節(jié)點.

2、 首先,本文從設(shè)計角度出發(fā),分析了常用3種梁柱節(jié)點的設(shè)計方法,指出梁柱剛性連接節(jié)點設(shè)計中所存在的問題及其正確的設(shè)計方法. 其次,詳細(xì)闡述了通過利用狗骨式梁柱節(jié)點形式來優(yōu)化設(shè)計鋼框架梁柱節(jié)點.運用有限元ANSYS程序進(jìn)行18個不同削弱參數(shù)的節(jié)點模型的運算,進(jìn)行兩種荷載作用下受力性能的對比分析.總結(jié)出當(dāng)對梁翼緣進(jìn)行削弱,且如果削弱位置和尺寸設(shè)計合理時,節(jié)點在荷載作用下應(yīng)力最大值將出現(xiàn)在具有很大塑性變形能力的梁翼緣削弱部位,偏

3、離了在很多實際工程中最容易發(fā)生脆性破壞的梁柱節(jié)點連接處,達(dá)到通過設(shè)計增加結(jié)構(gòu)的延性的目的.深入討論了狗骨式節(jié)點削弱的合理位置和尺寸. 再次,比較加強(qiáng)式連接、狗骨式連接、翼緣增強(qiáng)狗骨式連接等的受力性能,指出其設(shè)計中計算方法.在彈性、彈塑性有限元分析的基礎(chǔ)上,對狗骨式節(jié)點和翼緣增強(qiáng)狗骨式節(jié)點進(jìn)行了承載能力對比分析,結(jié)果表明:翼緣增強(qiáng)狗骨式節(jié)點設(shè)計可以將梁柱翼緣焊縫的塑性鉸有效的轉(zhuǎn)移到塑性好的母材區(qū)域,避免了在薄弱的焊根部位形成塑性鉸