薄壁方鋼管梁柱節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能研究.pdf

1、薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)作為一種新型的鋼結(jié)構(gòu)體系，該體系具有整體性好、高次超靜定、多道抗震防線的優(yōu)點(diǎn)，并且符合我國環(huán)保、節(jié)能、節(jié)水、住宅產(chǎn)業(yè)化政策。對該類結(jié)構(gòu)體系中梁柱之間通常采用直接焊接方式，在節(jié)點(diǎn)區(qū)反復(fù)施焊，會降低節(jié)點(diǎn)延性、剛度及塑性變形能力，誘發(fā)節(jié)點(diǎn)區(qū)域板件發(fā)生脆性斷裂。為此在梁端局部加腋可有效提高節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力，以實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)，使得塑性鉸外移；另外論文提出一種新型梁柱連接方式，縱向框架梁為C型鋼并移到柱外表面焊接，再

2、將橫梁焊接在C型鋼梁腹板上以減少對柱管壁施焊次數(shù)，避免因焊穿柱板件引起柱承載力降低，使其滿足“強(qiáng)柱弱梁”的抗震要求。
　　 本研究對這三類連接(普通節(jié)點(diǎn)、加腋節(jié)點(diǎn)及新型節(jié)點(diǎn))進(jìn)行了在不同軸壓比作用下的低周往復(fù)荷載試驗(yàn)，對這三類節(jié)點(diǎn)的破壞模式進(jìn)行探討，對節(jié)點(diǎn)的滯回曲線、剛度退化、延性、耗能能力等進(jìn)行了分析，同時(shí)對關(guān)鍵部位處的應(yīng)變分布及變化情況進(jìn)行了分析。在三類節(jié)點(diǎn)中，加腋節(jié)點(diǎn)發(fā)生方鋼管梁屈曲，具有較好的耗能能力、延性，且承載力明顯

3、高于另外兩種；新型節(jié)點(diǎn)發(fā)生C型鋼梁腹板屈曲，具有較長的屈服平臺，發(fā)生延性破壞，并且其累計(jì)耗能能力明顯高于另外兩種節(jié)點(diǎn)：而對普通節(jié)點(diǎn)發(fā)生脆性破壞，其性能與另外兩種節(jié)點(diǎn)相比則相對較弱。采用非線性有限元軟件ANSYS對加腋節(jié)點(diǎn)和新型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行低周往復(fù)荷載作用下的數(shù)值模擬，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，以驗(yàn)證有限元結(jié)果的正確性。并根據(jù)有限元所得結(jié)果，通過改變加腋節(jié)點(diǎn)中加腋部分的幾何參數(shù)(如加腋高度、加腋長度以及加腋厚度)，以及新型節(jié)點(diǎn)的幾何參數(shù)(方鋼

4、管梁柱厚度、C型鋼梁厚度和高度、方鋼管梁與C型鋼梁的相對位置)，探討這些因素對節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，對于加腋節(jié)點(diǎn)，加腋高度、加腋厚度對節(jié)點(diǎn)的滯回性能具有明顯的影響，而加腋長度對此的影響則相對較小，同時(shí)在相應(yīng)的值降低時(shí)致使節(jié)點(diǎn)的破壞模式發(fā)生了轉(zhuǎn)變。對于新型節(jié)點(diǎn)，方鋼管梁、柱厚度以及C型鋼梁厚度的改變對節(jié)點(diǎn)的滯回曲線、承載力和初始剛度均均有不同程度影響；而C型鋼梁的高度對節(jié)點(diǎn)滯回曲線的影響較為顯著，在高度降低時(shí)，改變了滯回曲線的捏攏