目前,鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中,為了簡化計(jì)算,通常將鋼框架的梁柱連接節(jié)點(diǎn)以理想鉸接或理想剛接為假設(shè)條件進(jìn)行分析計(jì)算,從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)偏不安全或過于保守。而事實(shí)上,鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)在實(shí)際工作狀態(tài)中具有較好的非線性變形能力,它介于兩種假設(shè)之間,被稱為半剛性連接。梁柱頂?shù)譚型鋼連接是最具典型的半剛性連接形式,節(jié)點(diǎn)中梁和柱的翼緣通過頂?shù)譚型鋼采用高強(qiáng)螺栓連接在一起,節(jié)點(diǎn)組件中的很多因素都會影響到節(jié)點(diǎn)的受力狀態(tài)。本文運(yùn)用ABAQUS有限元軟件,結(jié)合文獻(xiàn)中的T型鋼連接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn),首先對其進(jìn)行數(shù)值模擬,對比試驗(yàn)和有限元分析的相似及不同之處,從而確定有限元建模的合理性。其次,采用“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”理念,對節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造加以改變,具體包括:頂?shù)譚型鋼增設(shè)加勁肋、梁翼緣削弱、梁腹板開孔、T型鋼加寬,分析不同構(gòu)造節(jié)點(diǎn)在單向荷載作用下的力學(xué)性能和循環(huán)反復(fù)荷載作用下的抗震性能,得出以下結(jié)論:1)在單向荷載作用下,頂?shù)譚型鋼增設(shè)加勁肋能大幅度提高節(jié)點(diǎn)的極限承載力,但是節(jié)點(diǎn)的延性相對較低;T型鋼加寬后能夠在提高節(jié)點(diǎn)承載力的同時(shí),增加節(jié)點(diǎn)的延性;對梁翼緣削弱時(shí),節(jié)點(diǎn)的極限承載力下降較小,但延性大幅度提高;對梁腹板采用圓孔削弱時(shí),節(jié)點(diǎn)的極限承載力下降較小,但延性增幅最大。2)在循環(huán)反復(fù)荷載作用下,頂?shù)譚型鋼增設(shè)加勁肋比T型鋼加寬的承載力更大,但T型鋼加寬能夠更好提高節(jié)點(diǎn)的耗能能力;梁翼緣削弱和梁腹板開孔,二者的承載力相差不大,但相比BASE試件,耗能能力得到明顯改善。3)節(jié)點(diǎn)在循環(huán)荷載作用下的極限承載力和變形程度都要高于單向荷載作用下的極限承載力和變形。4)節(jié)點(diǎn)區(qū)的梁、柱、T型鋼、螺栓等部件在循環(huán)反復(fù)荷載作用下的彈性區(qū)域明顯少于單調(diào)荷載作用,而且各部件區(qū)域達(dá)到材料極限強(qiáng)度的面積增加,材料強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。
【學(xué)位單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU391;TU352.11
【部分圖文】：

1 緒論1.2 梁柱頂?shù)?T 型鋼連接節(jié)點(diǎn)的形式和特點(diǎn)1.2.1 梁柱頂?shù)?T 型鋼連接節(jié)點(diǎn)的形式圖 1.2 所示為梁柱頂?shù)?T 型鋼連接節(jié)點(diǎn)形式，節(jié)點(diǎn)中梁和柱的翼緣通過頂?shù)?T 型鋼采高強(qiáng)度螺栓連接在一起，中間不連接。此種節(jié)點(diǎn)形式無需現(xiàn)場施焊，且預(yù)制安裝都很便捷用鋼量較少。頂?shù)?T 型鋼連接節(jié)點(diǎn)的性能和很多因素有關(guān)，如梁、柱、型鋼、加勁肋、螺等。外部荷載較小，T 型鋼連接節(jié)點(diǎn)是通過型鋼翼緣與柱翼緣之間產(chǎn)生的摩擦力，抵抗垂剪力，頂部和底部 T 型鋼產(chǎn)生一對拉壓力，形成一對力平衡大部分彎矩，因此 T 型鋼承受大部分剪切力和彎矩傳動力清晰、施工方便，周期短、易于控制質(zhì)量，工程應(yīng)用前景廣

圖 2.2 節(jié)點(diǎn)傳力示意圖頂?shù)?T 型鋼連接中，采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接時(shí)，每個(gè)高強(qiáng)度螺栓連接的承算公式40]，如下：力特征為抗剪連接時(shí)：NnPfbv 0.9 （栓桿軸方向受拉力時(shí)：NPbt 0.8（時(shí)承受接觸面間的剪力與桿軸方向的拉力時(shí)： 1bttbvvNNNN（強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的軸心受力構(gòu)件，連接處的強(qiáng)度按下式驗(yàn)算：fNns (1 0.5)

2 頂?shù)?T 型鋼連接的理論基礎(chǔ) 1 bttbvvNNNN（2.7）/1.2bvcN N（2.8）螺栓孔孔壁承壓計(jì)算： cucN dtf（2.9）式中fn :傳力摩擦面數(shù)目； ：摩擦面系數(shù)；P：螺栓的預(yù)拉力；；ucbvbtN 、 N、N：螺栓的受拉、受剪、受壓承載力設(shè)計(jì)值；vtN 、 N：螺栓所承受的剪力和拉力。3）受拉側(cè) T 型鋼翼緣承載力受拉側(cè) T 型鋼受力形式，見圖 2.3 所示：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2824608