铝合金框架全机械式连接梁柱节点抗震性能研究

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铝合金以其比强度大、易加工、外形美观、耐腐蚀性好等优势在土木工程领域得到了越来越广泛的应用。铝合金框架结构在住宅等建筑结构的使用也愈加广泛,可靠的节点设计对结构的适用性和安全性有着至关重要的影响。对于铝合金框架梁柱节点,国内相关研究匮乏,机械式连接铝合金梁柱节点的试验研究更是少之又少。因此,本文选用牌号为6061-T6铝合金H形截面梁柱,采用不锈钢连接件,通过高强螺栓实现节点间的机械连接,对铝合金框架全机械式连接梁柱节点进行了往复荷载作用下的滞回试验,并结合有限元对节点进一步分析,主要完成了以下工作:(1)通过力学拉伸材性试验,研究了试验所用的6061-T6铝合金以及S304不锈钢的相关力学性能;(2)进行了5个铝合金框架全机械式连接梁柱节点的滞回试验,分别是柱间无加劲肋带双腹板角型件的顶底加肋角型件连接节点(2个)、柱间有加劲肋带双腹板角型件的顶底加肋角型件连接节点(2个)和梁腹板开孔削弱、柱间有加劲肋带双腹板角型件的顶底加肋角型件连接节点(1个),对各类节点的抗震性能进行分析,明确了相应节点的滞回性能和破坏模态等;(3)根据5个节点试验得到的荷载-位移曲线,基于双线性简化节点滞回模型,提出了铝合金梁柱节点适用的简化滞回模型;(4)根据节点滞回试验结果,建立了可靠的有限元模型,并对节点的受力全过程进行分析;(5)分别进行三种类型节点在考虑柱端轴压比、节点域厚度和顶底角型件厚度影响因素下的参数分析,总结了各影响因素对节点力学性能的影响规律,提出了相应的设计建议;(6)进行36个柱间未设加劲肋带双腹板角型件顶底加肋角型件铝合金梁柱节点的有限元模型算例计算分析,对半刚性节点弯矩-转角曲线三参数模型公式中的形状系数进行拟合回归,提出了该类节点适用的形状系数公式,并进一步研究了不同影响因素变化对节点初始刚度的影响。
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