考慮螺栓超欠漏擰的鋼結(jié)構(gòu)端板連接節(jié)點(diǎn)滯回性能分析.pdf

1、在實(shí)際的工程中,鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的連接都處在完全剛接與理想鉸接這兩種情況之間。特別是使用端板連接的節(jié)點(diǎn),更是典型的半剛性連接。但是到目前為止,由于缺乏理論根據(jù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),我國(guó)是將端板連接的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)按照完全剛性進(jìn)行設(shè)計(jì)。試驗(yàn)表明,這種設(shè)計(jì)方法與實(shí)際相差很大,并且對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的抗震不利。關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的半剛性連接,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展了大量的研究工作,且已經(jīng)將部分成果納入規(guī)范。
　　 隨著鋼結(jié)構(gòu)工程越來(lái)越多,高強(qiáng)螺栓也越來(lái)越多地應(yīng)用到工程中。特別

2、是在鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)中,高強(qiáng)螺栓的連接具有抗震延性好、耗材較少、連接剛度適中、安裝簡(jiǎn)易、施工方便等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于工程中,也是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱門(mén)課題之一。高強(qiáng)螺栓的驗(yàn)收,是采用隨機(jī)抽查的方法。驗(yàn)收時(shí),施工不合格的高強(qiáng)螺栓有可能被漏檢。就算依照規(guī)范進(jìn)行施工,高強(qiáng)螺栓的超擰、欠擰及漏擰問(wèn)題也是很難避免的。超擰可使高強(qiáng)螺栓產(chǎn)生延遲斷裂現(xiàn)象;欠擰則使落帽與鋼板之間的摩擦力達(dá)不到設(shè)計(jì)值,造成抗剪能力不足;漏擰會(huì)大幅度降低節(jié)點(diǎn)的承載力。無(wú)論超擰、欠擰

3、或者漏擰,都會(huì)給節(jié)點(diǎn)乃至整體結(jié)構(gòu)造成安全隱患。
　　 本文在前人研究的基礎(chǔ)上,考慮施工誤差(主要是高強(qiáng)螺栓的超擰欠擰及漏擰),研究鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房端板連接的半剛性梁柱節(jié)點(diǎn)的動(dòng)力特性。主要包括以下內(nèi)容:
　　 根據(jù)實(shí)際工程及相關(guān)規(guī)范,設(shè)計(jì)出典型的端板連接的半剛性梁柱節(jié)點(diǎn)。因未加斜向加勁肋,節(jié)點(diǎn)域在平面內(nèi)彎矩作用下抗剪能力不足,故根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,模型中對(duì)節(jié)點(diǎn)域腹板適當(dāng)加厚。
　　 使用ANSYS軟件對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建

4、模,進(jìn)行單向加載,得出半剛性節(jié)點(diǎn)的彎矩轉(zhuǎn)角關(guān)系,并與相關(guān)試驗(yàn)、相關(guān)文獻(xiàn)相對(duì)照,確保模型的正確性。分析了高強(qiáng)螺栓超擰欠擰對(duì)半剛性節(jié)點(diǎn)初始剛度,端板、高強(qiáng)螺栓、節(jié)點(diǎn)域、接觸單元等典型部位應(yīng)力應(yīng)變及變形的影響。
　　 在有限元計(jì)算的基礎(chǔ)上,提出一種新的提取節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的方法,此方法簡(jiǎn)便易行,幾何關(guān)系明確,能得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
　　 對(duì)ANSYS建立的模型進(jìn)行循環(huán)加載,分析了正常情況下節(jié)點(diǎn)的滯回性能、極限轉(zhuǎn)角、極限承載力、節(jié)點(diǎn)及端板的