考慮組合效應(yīng)腹板開圓孔型節(jié)點(diǎn)抗震性能的研究

考慮組合效應(yīng)腹板開圓孔型節(jié)點(diǎn)抗震性能的研究

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1、中文摘要自20世紀(jì)60年代起,抗彎鋼框架一直作為具有較好延性性能的抗震結(jié)構(gòu)被予以推薦,在地震危險(xiǎn)性較高地區(qū)的工業(yè)、商業(yè)和事業(yè)單位的建筑中得到了廣泛采用。然而,1994年美國(guó)加州的Northridge地震及1995年R本的Kobe地震使這一信念受到了了挑戰(zhàn)。這些震區(qū)的震害調(diào)查表明,相當(dāng)多的鋼框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)發(fā)生了脆性破壞,“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件’’的抗震設(shè)計(jì)思想并未得到體現(xiàn)。尋找更為合理的新型梁柱節(jié)點(diǎn)形式以使節(jié)點(diǎn)具備良好的延性成為鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能研究的主要方面之一。本文通過有限元模擬的方法展開了對(duì)考慮組合效應(yīng)的腹板丌圓孔型節(jié)點(diǎn)的研究,主要內(nèi)容包括:(1)介紹了本文研究組合節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能的非線性

2、有限元方法,并通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證了其可靠性;建立了考慮組合效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)點(diǎn)和腹板丌圓孔型節(jié)點(diǎn)的有限元模型,研究了剪力連接件的滑移、混凝土樓板的厚度以及混凝土樓板的配筋率等因素對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)點(diǎn)和腹板丌圓孔型節(jié)點(diǎn)的受力性能的影響規(guī)律。(2)通過有限元計(jì)算得到了考慮組合效應(yīng)的腹板丌圓孔型節(jié)點(diǎn)的塑性鉸發(fā)展過程,總結(jié)了不同開孔尺寸對(duì)塑性鉸的出現(xiàn)位置的影響規(guī)律,此外,重點(diǎn)分析了開孔型組合節(jié)點(diǎn)梁截面上的應(yīng)力分布規(guī)律,并揭示了腹板開圓孔型組合節(jié)點(diǎn)能夠達(dá)到塑性鉸外移目標(biāo)的微觀原因。(3)研究了開孔大小、開孑L位置、剪跨比和柱高等因素對(duì)考慮組合效應(yīng)的腹板開圓孔型節(jié)點(diǎn)承載力性能的影響規(guī)律;此外,還研究了混凝土樓

3、板厚度、開孔大小、開孔位置和剪跨比等因素對(duì)腹板丌圓孔型純框架節(jié)點(diǎn)和組合節(jié)點(diǎn)的滯回性能的影響規(guī)律;在有限元模擬分析的基礎(chǔ)上,制定了考慮組合效應(yīng)的腹板丌圓孔型節(jié)點(diǎn)抗震性能的實(shí)驗(yàn)方案。上述研究成果,為考慮組合效應(yīng)后鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)抗震理論和設(shè)計(jì)方法的研究,以及探索新型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造型式,提供了參考依據(jù)。關(guān)鍵詞:鋼框架腹板開孔型節(jié)點(diǎn)組合效應(yīng)抗震性能有限元分析ABSTRACTABSTRACTSteelMoment-ResistingFrame(MRF),withexcellentcapabilitytoresisttheeffectofearthquake,hasbeenwidelyadoptedinthebu

4、ildingsofindustrialzone,shopingdistrict,andinstitutionsinareawithriskofearthquakesince1960’S.However,theNorthridgeearthquakein1994andKobeearthquakein1995challengedtheconviction.EarthquakedamagesurveyofearthquakeregionmadeitclearthatalargenumberofsteelMoment—ResistingFramesexperiencebrittlefracture

5、satbeam.to.columnconnections.Theseismicdesignthoughtofstrongconnections,weakmemberswasnotachieved.Searchformorereasonablenewconnectionswithgoodductilitywasoneofmajorjobofseismicbehaviorofbeam.columnconnectionsofMoment.ResistingFrame.Bymeansoffiniteelementanalysis,thebehaviorofconnectionwithwebopen

6、ingwithcompositeeffectisinvestigatedinthispaper.Themainworkincludes:(1)Thispaperintroducednonlinearfiniteelementmethodofstudyonmechanicalbehabiorofcompositeconnections.Itsreliabilitywasverifiedbycomparisonwithtestdate.Finiteelementmodelsofstandard-typeconnectionsandconnectionswithopeningwebconside

7、ringcompositeeffectwereestablished.Thispaperstudiedinfluencelawofmechanicalbehaviorofstandard·typeconnectionsandconnectionswithopeningwebconsideringcompositeeffectwithslippageofshearconnector,thicknessofconcretes

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