為解決傳統(tǒng)工字形柱弱軸連接抗震性能較差的問題,提出一種適用于工字形柱的箱形節(jié)點(diǎn)域外伸端板弱軸連接。運(yùn)用有限元軟件ABAQUS對(duì)四種不同節(jié)點(diǎn)域構(gòu)造形式的端板連接進(jìn)行低周反復(fù)荷載作用下的力學(xué)性能比較分析,通過研究節(jié)點(diǎn)破壞形態(tài)及等效塑性應(yīng)變、彎矩-轉(zhuǎn)角曲線、耗能能力及剛度分類等,表明本文箱形節(jié)點(diǎn)域外伸端板連接節(jié)點(diǎn)具有較好的抗震性能。基于此連接基礎(chǔ)上,采用有限元變參數(shù)模擬分析方法,研究蒙皮板、螺栓型號(hào),級(jí)別及排列方式、螺栓間距、端板、加勁肋等對(duì)新型連接抗震性能的影響。根據(jù)有限元模擬分析結(jié)果得到的主要結(jié)論如下:(1)箱形節(jié)點(diǎn)域工字形柱弱軸外伸端板連接相對(duì)于其他形式弱軸端板連接而言,能提供更高的強(qiáng)度和剛度,阻止節(jié)點(diǎn)域產(chǎn)生較大的塑性變形,具有明顯的“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)域”特征。連接在循環(huán)荷載作用下具有較好的抗震性能。(2)蒙皮板高度的改變對(duì)節(jié)點(diǎn)破壞形態(tài)和各力學(xué)性能指標(biāo)影響不大,根據(jù)構(gòu)造取蒙皮板與端板等高即可,考慮壓型鋼板組合樓蓋的影響,建議蒙皮板高度上下伸出梁翼緣至少150mm。(3)隨著端板或蒙皮板厚度的增加,節(jié)點(diǎn)破壞形式主要由端板或蒙皮板屈曲破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榱憾顺霈F(xiàn)塑性鉸破壞。由此給出了端板和蒙皮板的取值范圍。(4)增加螺栓數(shù)量或增大螺栓直徑能提高節(jié)點(diǎn)剛度和耗能,但節(jié)點(diǎn)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力減小。(5)螺栓中距和邊距的增大對(duì)節(jié)點(diǎn)破壞形態(tài)和各力學(xué)性能指標(biāo)影響不大,但螺栓中距的增加能有效降低螺栓孔處蒙皮板的塑性變形。從保護(hù)節(jié)點(diǎn)域方面考慮,螺栓中距可在滿足螺栓孔間距要求基礎(chǔ)上取大值,而螺栓邊距可從節(jié)約鋼材的角度考慮滿足螺栓間距最低要求即可。(6)不同形式加勁肋均能起到使梁上塑性鉸外移,減緩蒙皮板及焊縫應(yīng)力,同時(shí)提高節(jié)點(diǎn)初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度及承載力的作用。采用三角形加勁肋或梯形加勁肋對(duì)節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能影響不大,但加勁肋邊長之比的變化對(duì)節(jié)點(diǎn)性能影響較為顯著。加勁肋長短邊之比約為2:1時(shí),節(jié)點(diǎn)連接綜合性能較好,建議采用。(7)按歐洲EC3剛度分類標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于本文研究的箱形節(jié)點(diǎn)域外伸端板連接,端板或蒙皮板屈曲破壞的節(jié)點(diǎn)為半剛性連接,發(fā)生梁翼緣塑性鉸破壞的節(jié)點(diǎn)分類一般為剛性節(jié)點(diǎn)。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU352.11
【部分圖文】：

圖 1.1 盧林楓等人提出的1.2 梁柱端板連接的研究現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)梁柱端板連接的研究現(xiàn)狀2002 年郭兵等[6]初次對(duì) 8 個(gè)端板連接試件軸力及加勁肋等對(duì)節(jié)點(diǎn)滯回性能的影響，并通性能作了進(jìn)一步分析。結(jié)果表明，端板連接具的厚度、加勁肋的設(shè)置對(duì)節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能有明及螺栓連接的鋼框架的滯回性能進(jìn)行對(duì)比，對(duì)架進(jìn)行了循環(huán)荷載試驗(yàn)研究及動(dòng)力性能研究。連接的鋼框架的滯回性能及承載能力要高于端2005 年清華大學(xué)施剛、石永久等[8]對(duì) 1 個(gè)

第一章 緒論。agawa 等[27-28]先后提出了兩種新型加強(qiáng)式端板連接方式，見圖 1.3 所示，通的布置來對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)，主要目的是為了不布置橫向加強(qiáng)肋，以滿足建等需求，故也叫通道板連接。通過對(duì)該新型連接進(jìn)行數(shù)值模擬分析和循環(huán)，著重分析了其傳力途徑及承載力大小，結(jié)果表明該連接可以對(duì)端板螺栓的作用。

a) 適合弱軸連接的通道板加強(qiáng)方式 (b) 加強(qiáng)強(qiáng)軸連接的通道板連接方圖 1.3 Tagawa 等人提出的連接方式rero 和 Bayo[29-30]提出了如圖 1.4 所示的新型三維節(jié)點(diǎn)，強(qiáng)弱軸均為外軸方向由兩塊分離的端板組成，并對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了強(qiáng)弱軸比例加載試端板的厚度增加時(shí)，強(qiáng)弱軸的承載能力和轉(zhuǎn)動(dòng)剛度均增大，強(qiáng)弱軸同結(jié)構(gòu)行為均有很大影響。并通過 EC3 中組件的方法提出了該連接的力有限元驗(yàn)證。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2871090