鋼框架梁柱蓋板連接的破壞機理及抗震性能研究.pdf

1、長期以來，人們認為由梁翼緣與柱焊接、梁腹板與柱用高強螺栓連接構(gòu)成的抗彎鋼框架具有抗震性能好、加工方便等有點，因為在強震區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。但在1994年美國Northridge地震和1995年日本阪神地震中，梁柱連接出現(xiàn)了大量的脆斷現(xiàn)象，顯示出人們對于鋼框架栓焊混合剛性連接的受力性能、破壞機理認識不足以及現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范的不盡合理。為了避免再次出現(xiàn)人員傷亡和財產(chǎn)損失，研究抗彎鋼框架梁柱栓焊節(jié)點的受力性能和改進的節(jié)點形式，不僅具有重要的理論價值

2、，對實際工程來說也是很有意義的。 本文采用非線性有限單元法，建立了考慮幾何非線性、材料非線性以及接觸等因素的梁柱蓋板連接的非線性有限元模型，采用ABAQUS模擬了鋼框架梁柱蓋板節(jié)點在單調(diào)荷載和循環(huán)荷載作用下的受力性能，并將有限元分析結(jié)果與既有試驗結(jié)果進行了對比，驗證了有限元程序計算的精確性。 本文根據(jù)目前鋼框架設(shè)計中常用的尺寸，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件PKPM設(shè)計了標(biāo)準(zhǔn)試件BASE，并以此為參照通過改變梁柱節(jié)點的各相關(guān)參數(shù)衍生出

3、8個系列共29個試件。通過對基本試件及各衍生試件進行單調(diào)加載和循環(huán)加載，系統(tǒng)地分析了節(jié)點域厚度、柱翼緣厚度、柱翼緣寬度、梁高、梁翼緣厚度、蓋板長度、蓋板厚度以及柱軸壓力等參數(shù)對蓋板節(jié)點受力性能的影響。 通過深入總結(jié)和分析有限元計算結(jié)果，本文主要取得了以下成果： (1)通過對單調(diào)荷載作用下的計算結(jié)果進行分析，得到了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點和各衍生試件節(jié)點塑性發(fā)展過程和塑性鉸的位置；論述了蓋板連接剛度和彈性承載力的變化；重點分析了梁截面上的