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Experimental Study on I-section Beam-to-Column
Connections under the monotonic load with Box
Strengthen-joint Region and expanded Flange
in Weak Axis
A Dissertation Submitted for the Degree of Master
Candidate:Zhang Hao-song
Supervisor:Prof. Lu Lin-feng
Chang’an University, Xi’an, China
万方数据
万方数据
摘要
日本Kobe 地震后大量专家学者对钢框架节点进行了研究,深入了解高层钢结构在
强震作用下的各种破坏形式。其中日本为改善强震作用对钢框架连接节点的影响提出了
扩大翼缘式连接节点。
本文结合实际工程实例,设计出了箱形节点域加强型梁柱弱轴连接标准型节点和扩
大翼缘式节点,分带组合楼板和不带组合楼板两类共四个试件;在梁端进行了单调竖向
加载试验,所有连接节点均为栓焊混合连接形式。文中详细论述了梁柱连接节点的设计
与制作、细部构造形式、加载装置与量测方案、材性试验和试验现象。在节点的细部构
造中,详细阐述了三角形扩大翼缘形式、箱形节点域形式和组合梁形式的设计思路与构
造形式。通过观测试验过程和数据量测得到各试件在加载过程中节点各部分的变化规
律、塑性铰的形成过程、各设计部位的应变变化等。
通过对量测的试验数据处理,得到P 曲线、M 曲线、延性系数、刚度分类
及梁端塑性转角等。试验结果表明,所有的连接节点均在位移及转角延性系数上大于 7,
在梁端塑性转动能力上均能大于 0.03rad,说明这种连接方式具有较好的延性和塑性转
动能力;在节点的弯矩转角曲线中,扩大翼缘式节点的屈服弯矩大于标准式节点,但转
角延性有所降低;按照 EC3 规范进行连接刚度分类,扩大翼缘式节点的转动刚度大于
标准式节点,在有支撑框架分类中,扩大翼缘式节点属于刚性节点,在无支撑框架分类
中,扩大翼缘式节点属于半刚性节点;在关键位置的应变对比中,扩大翼缘式节点可以
有效地迫使塑性铰外移,使塑性铰的形成位置在扩大翼缘的末端形成,达到了设计的要
求,同时扩大翼缘式节点有效地降低了关键位置的应力集中程度。
在三角形扩大翼缘的设计上,通过理论计算分析,得出三角形侧板直角边短边为梁
翼缘宽度的 17.5%-25%之间,同时短边与长边之比控制在 1:4-1:3 之间,此时塑性铰产
生位置以及梁柱节点处对接焊缝处应力分布和应力比均为比较理想。
关键词:梁柱弱轴连接,扩大翼缘,试验分析,基本力学性能,塑性铰
★本文研究得到国家自然科学基金资助项目 的资助
i
万方数据
Abstract
After Kobe earthquake in Japan, lots of experts and scholars started to study on the steel
frame to uncover damage of different tall steel structure under strong seismic action. To
reduce these influence under strong earthqua
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