矩形鋼管柱柱外傳力鋼框架節(jié)點性能研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、抗震性能好、工業(yè)化程度高、施工速度快、符合環(huán)保要求、可持續(xù)發(fā)展和科技含量較高等優(yōu)點，隨著我國實行積極采用鋼結(jié)構(gòu)的政策以及我國鋼總產(chǎn)量進(jìn)一步提高，建筑鋼結(jié)構(gòu)得到迅速的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是注重兩個方面的內(nèi)容研究，一是結(jié)構(gòu)構(gòu)件和整體穩(wěn)定；一是節(jié)點性能研究。1994年美國北嶺地震和1995年日本阪神地震強(qiáng)震中，都導(dǎo)致了焊接梁柱連接節(jié)點的廣泛破壞。震后兩國對梁柱連接節(jié)點進(jìn)行了大量的調(diào)查和研究，提出了大量改進(jìn)鋼框架節(jié)點設(shè)計的技

2、術(shù)措施和加強(qiáng)措施。 在改進(jìn)剛性節(jié)點設(shè)計的思路中，傳統(tǒng)做法一般有以下兩種：一是在梁端連接部位局部加強(qiáng)，二是在離開柱面一定距離出將梁局部削弱。兩種方法其節(jié)點梁之間的內(nèi)力主要通過柱子來傳遞，節(jié)點破壞一般發(fā)生在節(jié)點梁柱連接處。 本文研究的節(jié)點改變了以往的傳統(tǒng)做法，通過實現(xiàn)節(jié)點柱外傳力對節(jié)點加強(qiáng)，加強(qiáng)的方法就是在節(jié)點處梁翼緣上加傳力板來實現(xiàn)柱外傳力，從而提出一種新的加強(qiáng)節(jié)點——矩形鋼管柱柱外傳力鋼框架節(jié)點。這樣節(jié)點梁之間的內(nèi)力主要

3、通過傳力板來傳遞，節(jié)點破壞也改變了傳統(tǒng)的破壞形式，節(jié)點破壞主要發(fā)生在梁上傳力板連接處。 本文利用非線性有限單元法，通過選用大型通用有限元軟件ANSYS8.1對矩形鋼管柱柱外傳力鋼框架節(jié)點進(jìn)行有限元非線性計算分析，主要作了以下幾個研究工作： ①對矩形鋼管柱柱外傳力鋼框架節(jié)點在對稱荷載作用下的應(yīng)力集中、應(yīng)力分布、以及破壞特征等受力性能進(jìn)行了研究，從而對該節(jié)點的承載力性能進(jìn)行了評價。 ②對矩形鋼管柱加有傳力板的柱外傳力

4、節(jié)點和沒加傳力板的普通節(jié)點以及和傳統(tǒng)的局部加強(qiáng)節(jié)點在有、無柱軸壓荷載兩種情況下的極限承載力和剛度進(jìn)行了比較分析，得出傳力板柱外傳力節(jié)點的可靠性和優(yōu)越性。 ③通過對改變傳力板寬度、位置、厚度等參數(shù)節(jié)點試件的分析，得出傳力板參數(shù)的改變對柱外傳力節(jié)點受力性能的影響，進(jìn)一步得到該節(jié)點的受力性能。 通過對矩形鋼管柱柱外傳力鋼框架節(jié)點進(jìn)行的有限元分析，得到了該節(jié)點的優(yōu)越性能以及傳力板幾何參數(shù)對節(jié)點性能的影響，為今后能夠使此類節(jié)點更加