【摘要】：在鋼框架結(jié)構(gòu)中,框架柱作為重要構(gòu)件之一,對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力、受力性能以及抗變形能力的影響較大,其拼接節(jié)點(diǎn)是鋼框架的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。本文基于國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)出利用高強(qiáng)螺栓和拼接蓋板進(jìn)行連接的柱拼接節(jié)點(diǎn),其翼緣板上設(shè)置有長(zhǎng)圓形滑移孔,從而利用翼緣板與蓋板摩擦進(jìn)行耗能。本文利用力學(xué)知識(shí)重點(diǎn)分析了節(jié)點(diǎn)拼接截面的受壓與受彎情況,獲得其簡(jiǎn)化的荷載-位移曲線和彎矩-轉(zhuǎn)角曲線。利用ANSYS軟件對(duì)柱高強(qiáng)螺栓拼接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模,對(duì)模型柱頂逐級(jí)施加水平位移荷載,得到其拼接截面的彎矩-轉(zhuǎn)角曲線。通過(guò)改變?cè)撃Ｐ偷哪Σ料禂?shù)、預(yù)緊力、拼接間隙及翼緣板厚度,研究上述參數(shù)對(duì)其受力性能的影響。結(jié)果表明:摩擦系數(shù)和預(yù)緊力越大,各模型的拼接截面產(chǎn)生相同轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的彎矩越大;拼接間隙越大,模型進(jìn)入塑性階段時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角越大;翼緣板厚度對(duì)彎矩和轉(zhuǎn)角的本構(gòu)關(guān)系影響很小,隨翼緣板厚度的增加,模型的極限承載力略有增加。采用ExpDec1函數(shù)模型對(duì)上述模型的數(shù)值結(jié)果進(jìn)行分段擬合,擬合結(jié)果較好。對(duì)節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行循環(huán)往復(fù)水平位移加載,并對(duì)得到的節(jié)點(diǎn)的彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線分析可知,其滯回曲線比較飽滿,該拼接方式能夠很好地吸收并消耗地震能量,并且有較好的塑性變形能力。另外,改變模型的摩擦系數(shù)、預(yù)緊力及拼接間隙進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明:在一定范圍內(nèi),摩擦系數(shù)和預(yù)緊力對(duì)柱高強(qiáng)螺栓拼接節(jié)點(diǎn)的耗能性能影響較大;拼接間隙對(duì)模型的耗能性能的影響很小。對(duì)含柱高強(qiáng)螺栓拼接節(jié)點(diǎn)的半剛性鋼框架的力和位移的本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行研究,并分析了拼接位置對(duì)半剛性框架的力和位移關(guān)系的影響。同時(shí),對(duì)半剛性框架的滯回性能進(jìn)行研究,并與鋼柱剛性連接的剛性鋼框架進(jìn)行比較,結(jié)果表明:半剛性框架與剛性框架相比具有更好的耗能能力及塑性變形能力。最后,通過(guò)對(duì)比不同拼接位置的半剛性框架模型的滯回性能可知,框架柱的拼接位置對(duì)框架結(jié)構(gòu)耗能有一定的影響。
【圖文】：

擬；高強(qiáng)度螺栓選用實(shí)體單元 SOLID185 模擬；本文選用預(yù)緊力單元 PRETS179對(duì)螺栓施加預(yù)緊力；螺栓和螺栓孔壁、腹板和腹板蓋板以及翼緣板和翼緣板蓋板間存在的接觸，選用接觸單元 CONTAC174 和 TARGE170 進(jìn)行模擬。3.1.3 幾何模型與材料屬性采用與第二章算例相同的幾何模型，由于該模型中螺栓主要受剪，因此螺栓桿用圓柱體進(jìn)行模擬。柱拼接節(jié)點(diǎn)和螺栓的幾何模型如圖 3-1、圖 3-2 所示。

擬；高強(qiáng)度螺栓選用實(shí)體單元 SOLID185 模擬；本文選用預(yù)緊力單元 PRETS179對(duì)螺栓施加預(yù)緊力；螺栓和螺栓孔壁、腹板和腹板蓋板以及翼緣板和翼緣板蓋板間存在的接觸，選用接觸單元 CONTAC174 和 TARGE170 進(jìn)行模擬。3.1.3 幾何模型與材料屬性采用與第二章算例相同的幾何模型，由于該模型中螺栓主要受剪，，因此螺栓桿用圓柱體進(jìn)行模擬。柱拼接節(jié)點(diǎn)和螺栓的幾何模型如圖 3-1、圖 3-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU391

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2668312