采用新型轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦耗能梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼框架抗震性能研究.pdf

1、梁柱連接節(jié)點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵部位，起著在梁柱之間傳遞彎矩和剪力的作用，其性能直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和強(qiáng)度承載力。研究發(fā)現(xiàn)目前梁柱連接節(jié)點(diǎn)的耗能能力基本是由梁端形成的塑性鉸提供，雖然一些節(jié)點(diǎn)在試驗(yàn)中表現(xiàn)出良好的抗震性能，但在實(shí)際工程中，由于震后出現(xiàn)的塑性變形及損傷使得對(duì)這些節(jié)點(diǎn)的修復(fù)變得困難而且費(fèi)用較高。隨著基于性能抗震設(shè)計(jì)理念的發(fā)展，具有復(fù)位能力和易于修復(fù)特性的新型梁柱節(jié)點(diǎn)正日益獲得關(guān)注。
　　 本文提出了一種新型轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦耗能梁柱

2、節(jié)點(diǎn)，在強(qiáng)震作用下，當(dāng)這種新型梁柱節(jié)點(diǎn)處的梁端彎矩超過(guò)設(shè)定值時(shí)，梁柱間將產(chǎn)生有摩擦的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，它們能使結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力重新分布，使主要構(gòu)件和梁柱節(jié)點(diǎn)的內(nèi)力維持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，并利用節(jié)點(diǎn)處板件間的摩擦消耗地震能，從而改善建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能。當(dāng)?shù)卣疬^(guò)后，適當(dāng)調(diào)節(jié)這些新型梁柱節(jié)點(diǎn)處高強(qiáng)度螺栓中的預(yù)應(yīng)力，并借助結(jié)構(gòu)體系自身的彈性回復(fù)力和在框架的兩銳角對(duì)角方向施加適當(dāng)?shù)睦?，使結(jié)構(gòu)體系重新回復(fù)到正常工作狀態(tài)。
　　 本文使用軟件SAP20

3、00對(duì)采用此新型節(jié)點(diǎn)的鋼框架與普通鋼框架進(jìn)行罕遇地震作用下的Push-over分析和動(dòng)力時(shí)程分析。在Push-over分析中，建立了兩個(gè)不同層高的規(guī)則鋼框架和兩個(gè)不規(guī)則鋼框架計(jì)算模型，選用兩種加載模式，用位移控制法進(jìn)行加載；在動(dòng)力時(shí)程分析中，對(duì)在Push-over分析中建立的四個(gè)計(jì)算模型選取了EI-Centro波，Taft波和一條人工波進(jìn)行分析。同時(shí)還分析了新型梁柱節(jié)點(diǎn)采用不同起始轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦彎矩值及不同節(jié)點(diǎn)數(shù)量和布置位置對(duì)框架抗震性能的影

4、響。動(dòng)力時(shí)程分析結(jié)果表明，和普通框架相比，對(duì)于十二層規(guī)則框架，當(dāng)耗能節(jié)點(diǎn)的起始轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦彎矩取梁端屈服彎矩的0.6倍時(shí)，采用耗能節(jié)點(diǎn)框架的最大頂點(diǎn)位移最多可降低29.8％，薄弱層層間位移最多可降低23.3%，最大基底剪力最多可降低19.8%；對(duì)于十六層規(guī)則框架，當(dāng)耗能節(jié)點(diǎn)的起始轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦彎矩取梁端屈服彎矩的0.6倍時(shí)，采用耗能節(jié)點(diǎn)框架的最大頂點(diǎn)位移最多可降低22.7%，薄弱層層間位移最多可降低13.9%，最大基底剪力最多可降低19.4%；對(duì)