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)點域外伸端板弱軸連接。運用有限元軟件ABAQUS對四種不同節(jié)點域構(gòu)造形式的端板連接進行低周反復荷載作用下的力學性能比較分析,通過研究節(jié)點破壞形態(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)點域外伸端板連接節(jié)點具有較好的抗震性能�；诖诉B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,級別及排列方式、螺栓間距、端板、加勁肋等對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)點域工字形柱弱軸外伸端板連接相對于其他形式弱軸端板連接而言,能提供更高的強度和剛度,阻止節(jié)點域產(chǎn)生較大的塑性變形,具有明顯的“強節(jié)點域”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節(jié)點破壞形態(tài)和各力學性能指標影響不大,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)點剛度和耗能,但節(jié)點塑性轉(zhuǎn)動能力減小。(5)螺栓中距和邊距的增大對節(jié)點破壞形態(tài)和各力學性能指標影響不大,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。從保護節(jié)點域方面考慮,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,同時提高節(jié)點初始轉(zhuǎn)動剛度及承載力的作用。采用三角形加勁肋或梯形加勁肋對節(jié)點力學性能影響不大,但加勁肋邊長之比的變化對節(jié)點性能影響較為顯著。加勁肋長短邊之比約為2:1時,節(jié)點連接綜合性能較好,建議采用。(7)按歐洲EC3剛度分類標準,對于本文研究的箱形節(jié)點域外伸端板連接,端板或蒙皮板屈曲破壞的節(jié)點為半剛性連接,發(fā)生梁翼緣塑性鉸破壞的節(jié)點分類一般為剛性節(jié)點。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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 8 個端板連接試件軸力及加勁肋等對節(jié)點滯回性能的影響，并通性能作了進一步分析。結(jié)果表明，端板連接具的厚度、加勁肋的設(shè)置對節(jié)點的力學性能有明及螺栓連接的鋼框架的滯回性能進行對比，對架進行了循環(huán)荷載試驗研究及動力性能研究。連接的鋼框架的滯回性能及承載能力要高于端2005 年清華大學施剛、石永久等[8]對 1 個

第一章 緒論。agawa 等[27-28]先后提出了兩種新型加強式端板連接方式，見圖 1.3 所示，通的布置來對節(jié)點進行加強，主要目的是為了不布置橫向加強肋，以滿足建等需求，故也叫通道板連接。通過對該新型連接進行數(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端板螺栓的作用。

a) 適合弱軸連接的通道板加強方式 (b) 加強強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，強弱軸均為外軸方向由兩塊分離的端板組成，并對該節(jié)點進行了強弱軸比例加載試端板的厚度增加時，強弱軸的承載能力和轉(zhuǎn)動剛度均增大，強弱軸同結(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證。
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本文編號：2871090