【摘 要】
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梁柱端板连接节点是一种具有良好延性和耗能能力的半刚性连接形式,在门式刚架及钢框架结构中得到了广泛应用。随着建筑设计理念的创新,传统钢结构的梁与柱正交相连已不能满足设计需求,公共建筑中梁柱大角度斜交的情况越来越多,如洛杉矶国际机场(LAX)航站楼主体框架顶层结构的梁柱斜交狗骨式连接节点等。对于大角度梁柱斜交结构,现有规范条款并未对其作出规定,国内外学者对斜交节点也缺乏系统研究。基于此,本文通过试验和
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梁柱端板连接节点是一种具有良好延性和耗能能力的半刚性连接形式,在门式刚架及钢框架结构中得到了广泛应用。随着建筑设计理念的创新,传统钢结构的梁与柱正交相连已不能满足设计需求,公共建筑中梁柱大角度斜交的情况越来越多,如洛杉矶国际机场(LAX)航站楼主体框架顶层结构的梁柱斜交狗骨式连接节点等。对于大角度梁柱斜交结构,现有规范条款并未对其作出规定,国内外学者对斜交节点也缺乏系统研究。基于此,本文通过试验和数值模拟对大角度斜向梁柱外伸端板连接节点的滞回性能进行了研究,主要研究内容如下:(1)设计制作了3个梁柱外伸端板连接节点试件,对其进行了低周往复加载试验。其中,各试件的钢梁轴线与水平线夹角分别为0°、15°、30°。主要考察了钢梁倾斜角度的变化对端板连接节点试件的滞回性能、抗弯承载力以及刚度退化等力学性能的影响。(2)采用有限元软件ABAQUS建立了3个试验试件的精细化有限元模型,通过对滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、变形等方面的对比,验证了有限元模型的准确性。(3)建立8系列22个斜向梁柱外伸端板连接节点的有限元模型,主要研究了节点角度、端板厚度、螺栓直径、端板加劲肋、柱腹板加劲肋、钢材强度、梁截面高度及RBS截面形式等参数对其滞回性能、抗弯承载力、刚度退化等的影响。(4)基于欧洲规范EC3中的组件法,提出了斜向梁柱外伸端板连接节点初始转动刚度的修正计算公式,建立了适用于此类节点的三线型恢复力模型;与已有结果进行比较,验证了所提出的恢复力模型的适用性和准确性。(5)针对大角度梁柱斜交外伸端板节点锐角区域应力集中现象,基于有限元方法评估了三种用于减小应力集中改进措施的有效性。
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