H型鋼梁與圓管柱連接節(jié)點的受力性能研究.pdf

1、節(jié)點連接是鋼結(jié)構(gòu)的一個重要問題，許多鋼結(jié)構(gòu)的破壞都是從節(jié)點開始的，一直以來，對鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點的研究都是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱門課題。H型鋼梁與圓管柱連接節(jié)點是在多、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)和特殊鋼結(jié)構(gòu)中采用的一種新型剛性連接節(jié)點形式，這種節(jié)點一般采用全焊接連接，結(jié)構(gòu)組成較為復(fù)雜，傳遞兩個方向主梁的彎矩和剪力，由于需滿足節(jié)點的強度條件，構(gòu)造上也一般做得剛度極大，加之焊接應(yīng)力的影響，因此，在節(jié)點區(qū)域必然會存在較大的應(yīng)力集中及分布不均勻現(xiàn)象，節(jié)點的抗震性能

2、也會變?nèi)酢Ｈ欢?，在實際工程中，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析一般以應(yīng)力沿翼緣截面均勻分布為基本假定，在確定截面尺寸時，也以規(guī)范給出的應(yīng)力呈規(guī)律分布的公式為準，按用于桿件受彎計算的彈性公式進行計算。并且根據(jù)近年來對美國和日本等國相繼發(fā)生的地震震害的分析，許多建筑物的破壞是由于梁柱節(jié)點的脆性破壞引起的，而鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點脆性斷裂的原因，則往往起源于應(yīng)力集中的區(qū)域。盡管鋼結(jié)構(gòu)長期以來一直被認為具有良好的延性，被認為是具有抗震性的最可靠的結(jié)構(gòu)形式。由于這幾次地震

3、中出現(xiàn)的鋼結(jié)構(gòu)的脆性問題，不得不讓人們對鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能進行重新認識。因此，對該連接節(jié)點的應(yīng)力分布、應(yīng)力集中等受力性能以及抗震性能研究就顯得尤為重要。 本文通過選用大型通用有限元軟件ANSYS對該連接節(jié)點的有限元計算分析，主要作了以下幾個研究工作： ①對按傳統(tǒng)工程設(shè)計方法所設(shè)計的該類型節(jié)點在設(shè)計荷載下節(jié)點區(qū)的實際應(yīng)力分布進行了研究，并對該類型節(jié)點采用傳統(tǒng)工程設(shè)計方法進行設(shè)計計算的準確性進行了評價。 ②對節(jié)點在對稱

4、荷載和反對稱荷載作用下的受力性能進行了研究。研究其應(yīng)力集中、應(yīng)力分布、三向拉應(yīng)力區(qū)以及破壞特征等，并初步對節(jié)點的抗震性能進行了評價。 ③對節(jié)點在無封板情況下的受力性能做了研究，并初步對無封板節(jié)點的抗震性能進行評價。通過與原節(jié)點相應(yīng)分析結(jié)果的對比分析，研究了封板對節(jié)點的受力及抗震性能的影響關(guān)系。 ④對多個不同圓弧半徑的該類型節(jié)點的應(yīng)力集中、抗震性能問題進行了研究，找出了圓弧半徑的改變對節(jié)點應(yīng)力集中、抗震性能的影響關(guān)系，并通