钢框架弱轴及双向腹板开孔节点破坏形式及抗震性能研究

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梁柱连接起着在梁柱之间传递弯矩和剪力的作用,其性能直接关系到结构的整体反应。在1994年北岭地震和1995年阪神地震中,梁柱连接发生了大量的脆性破坏,为避免这种脆性破坏的发生并给人类带来极大的伤亡和财产损失,中外专家提出很多新型的连接方式。新型连接节点不断的出现,大体上分为加强性和削弱型。加强型是指将节点域部位加强,增大节点的强度,然而这样做会增加节点域部位的焊缝数量,同时增加了节点部位由焊缝产生的缺陷;削弱型节点即是将梁的某个部位进行削弱,使此部位的塑性铰形成的时间早于焊缝发生脆性破坏的时间,从而起到一个保险丝的作用。其中削弱型节点出现比较多的为翼缘削弱型节点和腹板削弱型节点,与翼缘削弱型节点相比,腹板削弱型节点的特点是承载力损失比较小。然而,目前国内外对梁柱连接的研究主要集中在梁柱翼缘连接,即柱强轴方向连接节点,对梁柱腹板连接,即柱弱轴方向连接节点的研究较少,且国内相关规范大多针对翼缘连接,对梁柱腹板连接的设计规定也很少。针对此问题,对梁弱轴方向节点进行改进,即将梁弱轴方向腹板以开圆孔的方式进行削弱,来控制塑性铰在梁上形成的位置和时间,从而达到在地震荷载作用下对焊缝起到保护作用的目的。并且将这种节点放到双向节点中,来探讨双向荷载作用下对弱轴节点的影响。利用ANSYS 8.0力学计算软件建立模型并计算分析。结果发现,梁弱轴方向腹板设置合理的开孔可以控制塑性铰的形成并起到保护焊缝的作用。最后给出开孔的大小和位置的合理化建议,同时发现双向节点下弱轴方向节点更容易发生破坏,建议在进行设计和研究室考虑双向节点荷载的作用。
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