角鋼-端板加強型梁柱節(jié)點的力學性能及其設(shè)計方法研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化可以提高建設(shè)效率、提升建筑品質(zhì)、環(huán)保節(jié)能，符合可持續(xù)發(fā)展的要求，在未來建筑的發(fā)展中具有廣闊的前景。鋼結(jié)構(gòu)框架梁柱節(jié)點是結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵部位，其中半剛性連接的框架在延性耗能方面具有優(yōu)勢。梁柱端板連接節(jié)點是半剛性節(jié)點的一種，具有滿足現(xiàn)場裝配、施工效率高、質(zhì)量容易保證、抗震性能好等優(yōu)點。為了促進梁柱端板連接節(jié)點在構(gòu)造上呈現(xiàn)出多樣性，同時改善現(xiàn)有梁柱端板連接節(jié)點的力學性能，本文提出了一種新型梁柱端板連接節(jié)點—角鋼-端板加強型梁柱

2、節(jié)點，圍繞該節(jié)點展開的工作和研究成果如下:
　　(1)驗證有限元軟件的可靠性和程序設(shè)置的合理性?；诩扔辛褐税暹B接試驗，采用ANSYS有限軟軟件建立該梁柱端板連接模型，合理設(shè)置有限元模型的相關(guān)屬性和參數(shù)，反映實際試驗加載方式進行數(shù)值模擬，并將模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比分析，研究結(jié)果表明:兩者的變形、承載能力和滯回性能等符合較好，表明有限元程序設(shè)置的比較合理，后續(xù)研究可以此設(shè)置方法為基礎(chǔ)。
　　(2)為了明確角鋼-端板加強型

3、梁柱節(jié)點的力學性能，首先通過理論計算確定角鋼-端板加強型梁柱節(jié)點的構(gòu)造，然后分析其力學性能與傳統(tǒng)節(jié)點力學性能的區(qū)別;重點對單調(diào)加載和循環(huán)加載作用下的節(jié)點的荷載-位移曲線、部分構(gòu)件的應力云圖、主要抗震性能指標和應力路徑進行了對比分析。結(jié)果表明:相對于傳統(tǒng)梁柱端板連接，角鋼-端板加強型梁柱節(jié)點在單調(diào)加載和循環(huán)加載下的端板剛度大，可以緩解梁上翼緣焊縫處應力集中并增加梁腹板高度方向的強度，提高了節(jié)點的剛度、承載能力、耗能能力和延性，具有較好的力

4、學性能。
　　(3)以角鋼-端板加強型梁柱節(jié)點BASE試件為基礎(chǔ)，分別改變端板厚度、角鋼厚度以及角鋼連接處螺栓排列這三類參數(shù)衍生出了三個系列模型，通過擬靜力分析研究了這三類參數(shù)對角鋼-端板加強型梁柱節(jié)點承載力和塑性變形能力的影響。通過比較發(fā)現(xiàn):①增加端板的厚度有助于減小端板寬度方向的應力、緩解梁上翼緣與端板焊接部分的應力集中;端板厚度對于節(jié)點的極限承載力影響不大，對延性性能、耗能能力和剛度有很大的影響。②角鋼厚度對于節(jié)點的極限承載

5、力和耗能能力影響不大，而對結(jié)構(gòu)的延性性能和剛度有較大的影響，合理增加角鋼厚度能夠提高節(jié)點的延性和剛度。③與端板相連的角鋼處分別采用3個螺栓排列、4個螺栓排列和5個螺栓排列對節(jié)點的極限承載力影響不大，對節(jié)點的延性、耗能能力和剛度有較大的影響，其中4螺栓排列節(jié)點的延性、耗能能力和剛度最好。
　　(4)結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于端板連接的設(shè)計方法和我國相關(guān)規(guī)范規(guī)程，根據(jù)有限元模擬結(jié)果總結(jié)角鋼-端板加強型梁柱節(jié)點的性能特點，確立角鋼-端板加強型梁柱節(jié)