方鋼管柱H型鋼梁外套板式節(jié)點性能研究.pdf

1、近年來，方鋼管柱與H型鋼梁形成的框架結(jié)構(gòu)體系已成為住宅鋼結(jié)構(gòu)的一個發(fā)展方向。目前，這種結(jié)構(gòu)體系采用主要節(jié)點形式有隔板貫通式節(jié)點、內(nèi)隔板式節(jié)點和外肋環(huán)板式節(jié)點三種。美國北嶺地震和日本阪神地震表明隔板貫通式節(jié)點和內(nèi)隔板式節(jié)點存在焊縫開裂等問題，導致整個結(jié)構(gòu)抗震性能降低。外肋環(huán)板式節(jié)點會占用較多建筑空間。因此，有必要進一步研究和開發(fā)新的節(jié)點形式。本文以此為背景主要開展了以下幾方面的研究工作： 概述了現(xiàn)有方鋼管柱-H型鋼梁節(jié)點的研究應用

2、現(xiàn)狀，分析了現(xiàn)有幾種常用節(jié)點優(yōu)缺點，提出本文主要要求的基礎(chǔ)上，提出了內(nèi)套管式節(jié)點和外套板式節(jié)點兩種方案構(gòu)思，介紹了這兩種新型節(jié)點的基本構(gòu)造形式，并初步從施工工藝、成本和施工便利性等方面進行了對比工作。 在簡述新型節(jié)點基本分析，得出外套板式節(jié)點優(yōu)于內(nèi)套管式節(jié)點的結(jié)論，本文也將以外套板式節(jié)點為對象開展研究工作。 介紹了塑性鉸線理論，并采用塑性鉸線理論和虛功原理，推導了外套板式節(jié)點屈服承載力公式，分析了其它九種節(jié)點破壞模式，為

3、擬靜力試驗的設計提供加載參考依據(jù)。 為研究該節(jié)點的抗震性能，設計進行了三個試件的外套板式節(jié)點擬靜力試驗。分析了各構(gòu)件的破壞過程及特征。通過應變片的微觀分析，得出了節(jié)點屈服順序和節(jié)點區(qū)域應力分布規(guī)律。通過分析試驗數(shù)據(jù)，擬合出滯回曲線、骨架曲線和彎矩轉(zhuǎn)角曲線，并對節(jié)點的承載力、延性、耗能能力、剛度退化、剪切變形等指標進行了詳細的分析與比較。分析結(jié)果表明，該種節(jié)點的抗震性能較好，具有良好的延性。 運用有限元軟件ANSYS對擬靜

4、力試驗進行了仿真分析，模擬節(jié)點的滯回曲線、骨架曲線以及彎矩轉(zhuǎn)角曲線，并與試驗結(jié)果進行對比分析。分析表明，有限元擬合程度較好，結(jié)果偏于安全。然后，對節(jié)點進行了參數(shù)分析，通過有限元數(shù)值計算，掌握了外套板厚度、T形件尺寸、構(gòu)造加勁肋對節(jié)點性能的影響規(guī)律。 介紹了五種劃分梁柱節(jié)點的方法，并采用Eurocode3規(guī)范方法和Bjorhovde方法判定此新型節(jié)點類別，分析表明其為半剛性節(jié)點。 最后，提出了外套板式節(jié)點研究工作中若干有待