【摘 要】
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为了减小混凝土楼板导致钢梁柱组合节点中和轴上移而引起梁下翼缘焊缝处应变集中的问题,本文提出了一种采用单轴对称钢梁截面形式的组合节点,钢梁采用仅下翼缘扩翼板加强的单轴对称截面形式（以下简称“新型组合节点”）,而且梁下翼缘扩翼板加强可以使梁上塑性铰外移,进一步减小梁下翼缘焊缝发生脆断的风险,从而提高组合节点的延性性能。通过对新型组合节点与标准型组合节点进行试验研究和有限元数值模拟分析,探讨单轴对称钢梁
【基金项目】
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陕西省自然科学基础研究计划项目（2019JQ-272）:钢框架梁下翼缘削弱型组合节点的受力性能和设计方法研究； 陕西省教育厅专项科研计划项目（19JK0481）:钢框架单轴对称钢梁截面组合节点的抗震性能研究；
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为了减小混凝土楼板导致钢梁柱组合节点中和轴上移而引起梁下翼缘焊缝处应变集中的问题,本文提出了一种采用单轴对称钢梁截面形式的组合节点,钢梁采用仅下翼缘扩翼板加强的单轴对称截面形式（以下简称“新型组合节点”）,而且梁下翼缘扩翼板加强可以使梁上塑性铰外移,进一步减小梁下翼缘焊缝发生脆断的风险,从而提高组合节点的延性性能。通过对新型组合节点与标准型组合节点进行试验研究和有限元数值模拟分析,探讨单轴对称钢梁截面对钢框架梁柱组合节点的适用性,分析新型组合节点在循环荷载作用下的滞回性能与破坏模式等,并研究关键参数对新型组合节点的抗震性能的影响,提出对应的极限承载力计算模型。试验研究发现,新型组合节点试件的破坏形式较为理想,即梁上塑性铰外移至扩翼板末端的钢梁截面,在柱顶水平循环位移加载过程中,扩翼板末端的梁下翼缘截面逐渐开裂并延伸至腹板。两个试件梁上翼缘焊缝未见裂纹及破坏,说明混凝土楼板对于梁上翼缘焊缝具有一定的保护作用。证明单轴对称钢梁截面的组合节点构造形式是可行的,且混凝土楼板的组合效应不可以忽略。运用有限元软件ABAQUS对试验试件进行数值模拟分析,为了模拟出试验断裂的效果,考虑钢材的损伤,通过与试验结果进行对比,验证了本文有限元建模方法的有效性。并对有限元模型进行应力分析,在应力分析中发现梁翼缘焊缝处承担了一定的剪力;扩翼末端处的梁腹板出现应力集中,塑性铰可以有效地从组合节点焊缝处外移至扩翼末端,梁下翼缘使用扩翼板加强可以很好地保护下翼缘焊缝处。为了研究新型组合节点在不同参数下滞回性能的影响,对不同的加强形式、扩翼板长度、梁柱连接处扩翼板宽度、扩翼末端处扩翼板宽度、扩翼板切角坡度值等5个参数进行系列分析,发现采用单轴对称仅梁下翼缘加强处理的组合节点均可以在远离梁端焊缝处产生塑性铰,避免焊缝产生脆性破坏。建议扩翼板长度l取值为（0.5～0.7）bf;梁柱连接处扩翼板宽度b取值为（1/4～1/3）bf;扩翼末端处扩翼板宽度b’取值小于等于2 tf+6 mm;扩翼板坡度取值小于等于1:4。为了更贴合实际受力情况,基于参数分析,推导了正、负弯矩作用下组合梁的极限抗弯承载力,并验证所提出的承载力计算公式可以计算新型组合节点的极限抗弯承载力,为实际工程设计中提供一个可靠的新型节点连接选择。
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