往復(fù)荷載下鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞模式及其斷裂預(yù)測研究.pdf

1、1994年美國Northridge地震和1995年日本Kobe地震的震后調(diào)查，引發(fā)了工程界對于鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱連接斷裂破壞的廣泛研究。節(jié)點(diǎn)的斷裂失效模式，可歸結(jié)為應(yīng)力集中區(qū)域的超低周疲勞（ultra-low cycle fatigue，ULCF）破壞。對于鋼結(jié)構(gòu)連接超低周疲勞壽命的準(zhǔn)確預(yù)測，可以有效評價節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動能力和延性;同時也可作為節(jié)點(diǎn)抗震設(shè)計(jì)改進(jìn)措施的重要參考指標(biāo)。由此可見，對鋼結(jié)構(gòu)連接超低周疲勞破壞的預(yù)測，具有極大的研究價值。本文

2、在對比得到相對準(zhǔn)確的超低周疲勞預(yù)測模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行了往復(fù)荷載下鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)的破壞模式及其斷裂預(yù)測研究。
　　本文將用于預(yù)測鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)ULCF壽命的微觀力學(xué)模型匯總整理，即CVGM模型，改良的CVGM模型，延性裂紋開展公式(DCLC)3種斷裂判據(jù)。將整理的3種判據(jù)對2個鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)中梁下翼緣和節(jié)點(diǎn)部分區(qū)域的T字形截面試件進(jìn)行ULCF壽命預(yù)測，與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證了以上3種判據(jù)對于鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)ULCF壽命預(yù)測的適用性，并且對比得

3、到一種最為準(zhǔn)確的ULCF預(yù)測模型;分別采用實(shí)體單元和殼單元建立有限元模型進(jìn)行分析，研究殼單元的適用性。用最為準(zhǔn)確的ULCF預(yù)測模型，對節(jié)點(diǎn)部分區(qū)域試件由于焊接墊板根部與梁翼緣及柱翼緣連接處并未封閉而形成了初始的“人工”裂縫部位，進(jìn)行ULCF壽命預(yù)測，判斷最易發(fā)生ULCF斷裂的位置，以研究梁柱節(jié)點(diǎn)在強(qiáng)震作用下的破壞模式。
　　以ICVGM模型為判斷指標(biāo)，既有窯尾框架節(jié)點(diǎn)為研究對象，分析焊接孔構(gòu)造對于窯尾框架節(jié)點(diǎn)超低周疲勞性能的影響。

4、最后，研究水泥廠窯尾框架節(jié)點(diǎn)的破壞模式，分析其抗震性能及超低周疲勞特性，以判別其是否符合延性設(shè)計(jì)的要求。
　　分析結(jié)果表明，ICVGM模型的超低周疲勞預(yù)測結(jié)果相對準(zhǔn)確;對于梁柱連接的破壞模式，焊接墊板根部與柱翼緣連接處并未封閉而形成了初始的“人工”裂縫部位以及焊接孔與梁翼緣連接部位的應(yīng)力集中是引發(fā)節(jié)點(diǎn)失效的主要原因;可分別采用將焊接墊板圍焊和改善焊接孔構(gòu)造形式的做法避免此類ULCF破壞的發(fā)生;在ULCF判據(jù)的工程應(yīng)用方面，窯尾框架