裝配式變電站輕型結(jié)構(gòu)鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、針對我國變電站建設(shè)施工技術(shù)相對比較落后，標(biāo)準(zhǔn)化體系尚未形成的現(xiàn)狀，國家電網(wǎng)公司開展“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、工業(yè)化”的兩型—化變電站試點(diǎn)建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)我國變電站向工業(yè)化建設(shè)方式的轉(zhuǎn)變。本文結(jié)合前期“110KV全預(yù)制裝配式變電站的設(shè)計(jì)和建造技術(shù)研究”的成果，進(jìn)行多層“輕型結(jié)構(gòu)裝配式變電站設(shè)計(jì)與建造技術(shù)研究”，重點(diǎn)開展鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究。
　　 本文對現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)形式做出改進(jìn)，采用方鋼管作為框架柱，H型鋼作為框架梁，提出了適合快

2、速建造需要的帶狗骨式短懸臂梁柱節(jié)點(diǎn)。該新型節(jié)點(diǎn)主要通過對短懸臂翼緣的狗骨式削弱，迫使節(jié)點(diǎn)域塑性鉸的位置離開脆弱且受力復(fù)雜的焊縫而外移至梁上，達(dá)到減少節(jié)點(diǎn)脆性破壞可能性、提高節(jié)點(diǎn)延性的目的。本文采用非線性理論分析、有限元分析、試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對新型節(jié)點(diǎn)的受力特性和抗震性能進(jìn)行了比較系統(tǒng)的分析與研究。
　　 利用非線性有限元程序ANSYS，分別對普通節(jié)點(diǎn)和新型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了單向靜力加載和低周反復(fù)加載下的模擬分析，探討了新型節(jié)點(diǎn)的應(yīng)

3、力分布規(guī)律、梁端塑性鉸外移的有效性，以及滯回性能、極限承載能力和節(jié)點(diǎn)破壞模式等。有限元分析結(jié)果表明，新型節(jié)點(diǎn)是一種有效的節(jié)點(diǎn)延性增強(qiáng)形式，在 相對普通節(jié)點(diǎn)降低約15％極限承載力的前提下顯著提高節(jié)點(diǎn)的抗震性能，具有良好的延性和耗能性能。
　　 對普通節(jié)點(diǎn)和新型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)研究，兩種節(jié)點(diǎn)的懸臂段與框架梁模擬現(xiàn)場施工條件，均采用栓焊連接。試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了有限元分析對新型節(jié)點(diǎn)抗震性能的研究結(jié)論。試驗(yàn)結(jié)果表明，新型節(jié)點(diǎn)較普通節(jié)點(diǎn)的極限

4、承載力下降約12％。新型節(jié)點(diǎn)試件的滯回曲線豐滿，滯回環(huán)面積比較大：而普通節(jié)點(diǎn)試件的滯回曲線顯得扁長、不豐滿。新型節(jié)點(diǎn)的塑性轉(zhuǎn)角大于0.04rad，延性系數(shù)大于5.0，達(dá)到了抗彎鋼框架節(jié)點(diǎn)塑性轉(zhuǎn)角不小于0.03rad，延性系數(shù)不小于4.0的要求。分析結(jié)果表明，新型節(jié)點(diǎn)可以使翼緣上應(yīng)力峰值從梁根部的焊縫移至懸臂削弱處，降低了焊縫發(fā)生脆性破壞的可能性，并達(dá)到塑性鉸位置向懸臂段中部偏移的目的。試驗(yàn)結(jié)果還驗(yàn)證了狗骨式削弱不會(huì)影響懸臂梁段與框架梁栓