钢框架梁翼缘板加强型节点受力性能研究

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本文研究的翼缘板加强型节点是一种典型的梁截面加强型节点,通过在梁端部焊接翼缘板来提高梁端截面的抵抗矩,使塑性铰从梁柱焊缝连接处外移,起到提高节点延性和防止节点发生脆性破坏的作用。本文按照我国现行规范的规定,确定了钢框架梁柱和翼缘板基本试件几何尺寸,考虑对翼缘板长度、厚度、宽度和形状四个参数,设计八组足尺试件,根据实际情况确定边界条件及荷载,用有限元方法对八组梁翼缘板加强型节点试件在循环荷载作用下的滞回性能进行了有限元模拟。最后对梁翼缘板加强型节点的应力分布、在循环荷载作用下的破坏机理、破坏形态、极限承载力、滞回性能与骨架曲线、延性性能与耗能能力、塑性变形能力的影响进行了系统分析研究。研究表明:(1)翼缘板加强型节点试件在循环荷载作用时,塑性铰均出现在梁上距离翼缘板末端部约1/2-1/4梁高处,达到了保护节点的目的;(2)改变翼缘板尺寸和形状,试件节点的应力分布规律都大致相同。初始最大应力集中在翼缘板末端、柱与翼缘板连接处和节点域柱腹板处,随后柱与翼缘板连接处和节点域柱腹板应力增长缓慢,翼缘板末端应力发展快速,最先屈服,最后在梁上形成塑性铰;(3)翼缘板的几何尺寸对翼缘板加强型节点有较为明显的影响,当翼缘板长度越长、厚度越大、宽度越大,塑性铰外移现象越显著,但是滞回性能越差,延性性能和耗能性能越弱,塑性变形能力也越差;(4)翼缘板形状为矩形板的滞回性能好,同时延性能力和耗能性能也较好,矩形翼缘板加强型连接构造简单,制作方便,推荐使用;(5)适用于工程普遍推广建议:翼缘板长度的取值范围为(0.5~0.8)倍梁高,翼缘板厚度的取值范围为(1.1~1.4)倍梁翼缘厚,翼缘板宽度的取值范围为梁宽加(4~6)倍梁翼缘厚。
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