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《鋼框架梁柱外伸式端板螺栓連接抗震性能研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、摘要鋼框架梁柱外伸式端板螺栓連接抗震性能分析長期以來學術界普遍認為,梁柱焊接的剛性連接要比梁柱螺栓連接抗震性能好,因此焊接節(jié)點在工程中得到了廣泛地應用,但是1994年的美國Northrige地震和1995年的日本阪神地震改變了人們的這種傳統(tǒng)觀點,同時也引起了工程技術人員對螺栓連接的重視。端板連接是螺栓連接的主要形式之一,它是具有一定柔性的連接方式,當框架結構梁柱節(jié)點采用這種連接方式時,可以增加結構的阻尼,延長結構自振周期,耗散較多的地艇能量,從而降低篠害,因此它是理想的抗震選擇之一。但是,由于這種節(jié)點長期沒有得到足夠重視,研究資料相對較少,人們對其受力性能和破壞機理的認識
2、還遠遠不足,特別是對其在循環(huán)荷載作用下受力性能的認識極為有限。因此研究端板連接在循環(huán)荷載作用下的受力性能和破壞機理,并在此基礎上提出抗震設計建議,具有重要的理論和實際意義。端板連接幾何形態(tài)復雜,很難用簡單的理論精確描述其受力性能,而且單次試驗由于受各方面條件限制無法提供足夠的試驗數(shù)據(jù),而采用有限元方法分析此類節(jié)點可以得到充足的數(shù)據(jù),能夠較精確的描述其受力性能。本文釆用考慮材料、幾何和狀態(tài)非線性的三維有限元法對梁柱外伸式四螺栓端板連接進行了循壞加載分析,真實模擬了端板與柱翼緣表面、螺栓頭(帽)與各板件間、螺栓孔和螺栓桿間的接觸問題。為了驗證本文有限元方法的可行性和有效性,本
3、文首先模擬了郭兵等人的試驗過程,分析結果與試驗數(shù)據(jù)吻合的較好。之后,本文自行設計了19個有限元試件,主要研究了端板尺寸,柱的軸壓比,柱翼緣、腹板的尺寸,螺栓的直徑、間距和預應力大小,端板加勁肋以及柱腹板加勁肋等參數(shù)對連接滯回性能的影響,得出了一系列重要的結論。最后,根據(jù)有限元研究結果,提岀了設計和施工建議。本文所建立的有限元模型也可用于其他類型端板節(jié)點的分析。關鍵詞:梁柱端板連接,循壞荷載,滯回性能,有限元ABSTRACTAnalysisonSteelBeam-tocolumnExtendedEndplateMomentConnectionsUnderseismicloa
4、dingForalongtimeacademiccirclesuniversallythoughtthatsteelmoment-resistingframeswithweldedbeam-to-columnconnectionshavemoreexcellentperformancethanthosewithboltedbeam-to-columnconnections,thereforetheweldedconnectionshavegotwidelyapplyintheengineeringfield,butthistraditionalopinionhaschan
5、gedafterthe1994Northrige(American)earthquakeandthe1995Hyogoken-Nanbu(Japan)earthquake.Thesetwiceearthquakeshavealsocausedengineersandtechnicianstoresurveythebehaviorofboltedconnections.Theendplateconnectionsareimportantfbnnsofboltedconnectionswhichhavedefiniteflexibility,andcanincreasedam
6、p,prolongperiodanddissipatemoreearthquakeenergy.Soitcanreducetheearthquakedamageandisoneofthebestconnectionsforresistingearthquakes.Howeverbecausestudiesonendplateconnectionsweresolimited,cognitionsonthebehaviorunderloadsanddamagemechanismofthistypeofjointswereratherinadequate.Soresearcha
7、ndanalysesthedamagemechanismofendplateconnectionsunderseismicloadsissignificantfortheoryandpractice.Becauseofthegeometrycomplexityofboltedbeam-to-columnendplateconnections,itisdifficultytousesimplifiedtheorytodescribeitsbehaviorunderloadsaccurately.Furthermore,there