【摘 要】
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基于可恢复功能的抗震设防理念,建筑结构在震后不但要实现损伤可控,更要实现损伤构件的快速可更换,进而对建筑物的使用功能进行快速修复。已有钢节点的研究中,结构的耗能多以板件屈服的延性耗能为主,耗能机制较为单一,且在大变形条件下,结构的主体构件往往因产生较大的塑性变形而丧失使用功能,为了改进结构以延性耗能为主的耗能机制,同时降低构件的损伤和残余变形,提高结构在大变形条件和低损伤状态下的非弹性转动能力,本
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基于可恢复功能的抗震设防理念,建筑结构在震后不但要实现损伤可控,更要实现损伤构件的快速可更换,进而对建筑物的使用功能进行快速修复。已有钢节点的研究中,结构的耗能多以板件屈服的延性耗能为主,耗能机制较为单一,且在大变形条件下,结构的主体构件往往因产生较大的塑性变形而丧失使用功能,为了改进结构以延性耗能为主的耗能机制,同时降低构件的损伤和残余变形,提高结构在大变形条件和低损伤状态下的非弹性转动能力,本文提出了一种带有摩擦耗能组件的可更换拼接连接节点（简称“FEDA”节点）,该节点综合了拼接连接和翼缘削弱式连接的优点,同时利用延性耗能和摩擦耗能两种机制进行耗能,具有延性好、损伤可控、损伤后可更换的优点,并与已有的设置悬臂段螺栓刚接节点（简称“CSBR”节点）进行对比分析。具体研究内容如下:（1）率先提出了带有摩擦耗能组件的可更换拼接连接节点的构造形式,结合相关规范给出了节点翼缘连接板和摩擦铰的主要设计参数,根据确定的设计参数参照规范要求对节点的抗震性能进行了初步验算。（2）利用有限元软件ABAQUS创建FEDA节点和CSBR节点的有限元数值模型并采用拟静力分析方法对其进行分析,结果表明:节点的承载力、刚度、总耗能等随着翼缘连接板强度和摩擦力的增大而提高,采用LYP160钢材节点的延性明显高于采用Q235钢材的节点;摩擦铰的摩擦耗能随着摩擦力的增大而增加,随着翼缘连接板强度的增大而降低;FEDA节点破坏时主体结构构件塑性损伤很小且工作状态基本处于弹性阶段,符合可更换性评估限值0.4%rad的要求。（3）设计制作了FEDA节点和CSBR节点缩尺模型并对其开展拟静力试验,结果表明:FEDA节点的滞回曲线较为饱满,耗能能力较强;加载结束后节点试件的主体构件基本保持在弹性阶段,残余变形很小且均未超限,塑性损伤集中在腹板连接板和翼缘连接板上;对损伤后的节点进行修复并进行二次加载,结果证明修复后的节点可以较好地恢复其抗震性能,满足可更换性能的要求。（4）建立FEDA节点和CSBR节点的单层单跨及多层平面钢框架数值模型,对其进行拟静力分析和静力弹塑性分析,结果表明:F-KJ和C-KJ后期承载力随着轴压比的增加而降低,F-KJ的传力机制更合理,可以有效降低主体结构的破坏;FEDASF可以有效延缓钢材的塑性发展,塑性损伤集中在柱脚和节点域部位,主要残余变形发生在顶层中柱节点域部位,其余部位残余变形值均未超限。
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