多高層金鋼框架節(jié)點域力學性能分析.pdf

1、鋼框架結構受水平荷載作用時，框架整體性能受梁柱連接節(jié)點域的影響非常大。過大的節(jié)點域變形必須加以限制，而適度的塑性變形，可以耗散地震能量，減少對梁塑性變形的要求。通過對全球范圍內(nèi)幾次大地震研究發(fā)現(xiàn)，眾多鋼結構建筑的破壞是由于梁柱節(jié)點斷裂引起的，而設計中通常忽略混凝土樓板對節(jié)點承載能力和剛度的影響，這是不安全的。因此，研究樓板對鋼框架節(jié)點域力學性能的影響，對明確鋼框架節(jié)點的工作狀況、提高鋼框架結構的整體性能、改進現(xiàn)行規(guī)范的抗震設計方法具有重

2、要的指導意義和理論價值。
　　本文采用理論研究與有限元分析相結合的方法，考慮樓板對鋼框架節(jié)點域的影響，分析其力學性能和設計方法。建立考慮樓板影響的鋼框架節(jié)點域有限元模型，利用ANSYS軟件對模型進行彈塑性分析，得到節(jié)點在豎向反對稱荷載作用下的受力及變形特征，并與對應不考慮樓板影響的純鋼節(jié)點進行比較。進行了節(jié)點性能影響參數(shù)的研究，分析樓板有效寬度、厚度、配筋率等對節(jié)點域受力性能的影響規(guī)律。在此基礎上推導和總結了節(jié)點抗彎承載力及等效剪

3、力計算公式。主要內(nèi)容如下:
　　(1)介紹鋼框架梁柱節(jié)點的構造及其分類、受力特點，總結國內(nèi)外現(xiàn)有的關于節(jié)點域的計算方法和組合梁的相關計算理論，充分了解現(xiàn)有研究狀況，對該課題的研究方法、規(guī)范、公式進行歸納對比。
　　(2)結合工程實例，利用ANSYS軟件進行節(jié)點域有限元模擬，得到節(jié)點在豎向反對稱荷載作用下的彎矩—轉角關系及應力特征。
　　(3)選擇有代表性的節(jié)點模型進行參數(shù)分析，分別研究樓板有效寬度、厚度、配筋率對節(jié)點域

4、受力性能的影響規(guī)律，并與不考慮樓板影響的純鋼節(jié)點進行比較，得到其影響程度的大小，提出節(jié)點處樓板有效寬度的選取原則。
　　(4)分析節(jié)點域在梁端彎矩作用下的內(nèi)力分布，利用力的等效原則，提出節(jié)點域在考慮樓板作用時的等效剪力計算公式，并與不考慮樓板作用的公式進行對比驗證。參照組合梁抗彎承載力計算方法，引入0.8的折減系數(shù)，提出節(jié)點域在循環(huán)往復荷載下考慮樓板影響時的彈性、極限抗彎承載能力計算公式，并與有限元分析結果進行對比驗證。