钢框架梁柱端板连接在循环荷载作用下的破坏机理及抗震设计对策研究-结构工程专业论文.docxVIP

曲安建筑科技人学钢框架梁柱端板连接在循环荷载作用下的 曲安建筑科技人学 钢框架梁柱端板连接在循环荷载作用下的 破坏机理及抗震设计对策古 摘要 传统观点认为，梁柱焊接刚性连接具有较好的抗震性能，因此在工程中得到了广泛地应 用，但1994年的Northrige地震和1995年的阪神地震改变了这种传统观点，这两次地震也引 起了工程技术人员对端板连接的再审视。端板连接是一种具有一定柔性的连接形式，当框架 结构采用这种节点时，可以增加结构的阻尼，延长结构自振周期，减小震幅，从而降低震害， 是抗震的理想选择之一。由于端板连接的研究资料相对较少，人们对其受力性能和破坏机理 的认识还远远不足，为了避免和减小地震灾害，分析梁柱端板连接在循环荷载作用下的破坏 机理并提出抗震设计对策和建议，具有重要的理论和工程意义。 为了分析端板连接的滞回性能并验证理论分析的可靠性，本文进行了8个端板连接试件 的循环加载试验。试验共分3部分：钢板单向拉伸试验；连接抗滑移系数试验和端板连接循 环加载试验。在循环加载试验中首次综合探讨了柱轴力大小、加劲肋构造措施等对连接性能 的影响。试验结果表明端板连接具有良好的滞回性能，端板厚度、节点域柱腹板厚度以及加 劲肋构造是影响连接性能的主要因素。 对于端板连接的理论分析，目前国内外的研究主要局限在单向加载有限元分析范畴，本 文首次采用三维非线性(包括材料、几何与状态非线性)有限元对端板连接进行了循环加载 分析，端板与柱翼缘问、螺栓头(帽)与相邻板件IHJ、螺栓杆与孔壁问都设置了反映边界状 态的接触单元。在将有限元计算结果与试验结果对比验证后，本文系统地分析了】0个系列共 50多个有限元试件。主要研究了端板尺寸，柱的轴压比，强柱系数，粱端剪力，柱翼缘和腹 板尺寸、宽厚比，螺栓的级别、大小、数量、预拉力和排列方式，连接抗滑移系数，端板加 劲肋以及柱腹板加劲肋，材性。粱柱截面尺寸效应等对连接滞回性能的影响。最后依据试验 和理论分析结果系统地提出了钢框架梁柱端板连接的抗震设计对策和建议，弥补了国内相关 领域的空白。 节点抗震性能研究是结构工程界重，ii研究的课题之 ，研究及应用前景r‘分广阔。本文 系统、全丽地分析了端板连接在循环茼载作用下的破坏机理，为修订国家相关规范、指导r 程设汁和抗j为溅灾f：{々=；提供了参考依据，也为进一步研究采用端板连接的整体框架结构仡地 震作用下的反应奠定了基础。 曲安建筑科技人孑关键词：钢框架梁柱端板连接，循环荷载，滞回性能，抗震没计，非线性有限单元法 曲安建筑科技人孑 关键词：钢框架梁柱端板连接，循环荷载，滞回性能，抗震没计，非线性有限单元法 论文类型：应用基础研究 *本课题为圜家自然科学基会资助项目 州安建筑科技人学COLLAPSE 州安建筑科技人学 COLLAPSE MECHANISM AND DESIGN CRITERION OF STEEL BEA卜1．TO—COLU卜1N E×TENDED END—PLATE CONNECTIONS UNDER CYCLIC LOAD术 Abstract Steel mOment—resisting frames with welded beam—to—column connections were traditionally regarded as having excellent performance，and widely adopted in steel constructions，but this opinion changed after the 1994 Northrige earthquake and the 1995 Hyogoken—Nanbu earthquake．These earthquakes also arouse engineers to resurvey the behavior of end—plate connections．It is well known that end—plate connections have definite flexibility,which can increase damp，prolong period，and decease swing of structure．So it can reduce the damage，and is one of the best choices for resisting earthquake．Howeve5 because studies on end—plate connections were very limited，cognition on the damage mechanism of this type ofjo