新型梁柱裝配式剛性節(jié)點(diǎn)的抗震性能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，工程領(lǐng)域的交流擴(kuò)展，鋼結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)展成為主流結(jié)構(gòu)形式。而傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)建筑的連接節(jié)點(diǎn)廣泛采用焊接形式，這種節(jié)點(diǎn)使構(gòu)件運(yùn)輸成本提高，且施工不便。而“裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑”為國(guó)家實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能提供了一個(gè)平臺(tái)。其先進(jìn)性表現(xiàn)在:構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化、現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械化、組織管理科學(xué)化，可以減少建筑垃圾，減少建筑施工對(duì)環(huán)境的不良影響，提高建筑質(zhì)量，提高節(jié)能產(chǎn)品在建筑中的集成程度，節(jié)約勞動(dòng)力、縮短建造周期。
　　本文研究的一種新型梁柱裝配式

2、節(jié)點(diǎn)，是符合預(yù)制裝配建造的結(jié)構(gòu)形式。該節(jié)點(diǎn)是通過(guò)在懸臂梁與框架梁的上下翼緣交互布置拼接板，并且預(yù)先在鋼結(jié)構(gòu)加工廠里通過(guò)焊縫完成兩側(cè)拼接板與梁的連接。在節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中，兩側(cè)已經(jīng)焊牢的拼接板充當(dāng)耳朵板作用，使安裝梁段快速就位。就位后，再用螺栓完成拼接板與另一側(cè)梁上下翼緣的連接，以及腹板的拼接，完成了梁柱剛性節(jié)點(diǎn)的安裝。該新型裝配式梁柱剛性節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)合理、傳力明確、現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程快速就位、無(wú)焊接、施工效率高，安全性好，既可提高安裝效率，又避

3、免了現(xiàn)場(chǎng)焊接引起火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，該種節(jié)點(diǎn)在施工現(xiàn)場(chǎng)全部采用螺栓拼裝，這給施工現(xiàn)場(chǎng)條件惡劣不方便施焊的工地，帶來(lái)極大的方便。
　　本文在參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了新型梁柱裝配式節(jié)點(diǎn)基本試件，通過(guò)改變蓋板的螺栓數(shù)目、蓋板長(zhǎng)度、寬度及厚度、蓋板橫截面面積、懸臂梁段長(zhǎng)度、高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力和摩擦系數(shù)8個(gè)參數(shù)分別設(shè)計(jì)了DM、GBL、GBW、GBT、GA、XBL、BP和FC八組試件，利用有限元軟件ABAQUS，考慮材料、幾何和接觸狀態(tài)三種非

4、線性對(duì)八組試件進(jìn)行低周循環(huán)加載下的數(shù)值模擬。研究了節(jié)點(diǎn)的破壞形態(tài)、滯回性能、承載力等。有限元分析結(jié)果表明:由等強(qiáng)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的基本試件的延性和耗能能力較好，在此基礎(chǔ)上改變螺栓數(shù)目、蓋板長(zhǎng)度、寬度及厚度、蓋板橫截面面積、懸臂梁段長(zhǎng)度對(duì)節(jié)點(diǎn)的極限承載力和延性有一定的影響。減少螺栓數(shù)目后的節(jié)點(diǎn)極限承載力下降不大，而且還可以利用拼接區(qū)的螺栓滑移、拼接連接板的塑性變形來(lái)耗散能量;而增加螺栓數(shù)目會(huì)使節(jié)點(diǎn)的延性和極限承載力提高，但提高的幅度不大。蓋板寬

5、度及厚度對(duì)節(jié)點(diǎn)的滯回性能有一定影響，建議設(shè)計(jì)中應(yīng)使蓋板的橫截面積大于梁翼緣橫截面積，其比值宜控制在1.25～1.50之間，且蓋板厚度不應(yīng)小于梁翼緣厚度。懸臂梁段長(zhǎng)度是影響節(jié)點(diǎn)滯回性能的重要因素，經(jīng)過(guò)以上對(duì)比分析知懸臂梁段長(zhǎng)度宜取1.1～1.5倍梁高范圍。改變高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力和摩擦系數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)在彈塑性階段的受力基本無(wú)影響。
　　本文還研究了鋼框架新型梁柱裝配式節(jié)點(diǎn)在彈性和塑性狀態(tài)下的應(yīng)力分布規(guī)律，亦將其受力性能和變形能力與普通無(wú)拼接節(jié)點(diǎn)