【摘 要】
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高强度钢材以及高强钢结构在现实生活中的应用已经逐步成为钢结构重要发展趋势。与普通强度钢材相比,高强结构钢断裂问题更加突出,结合现如今国内频繁的地震活动,研究高强钢框架在低周疲劳荷载作用下的延性断裂问题显得尤为迫切。为了验证微观断裂模型CVGM对Q460高强钢框架低周疲劳断裂预测的适用性及准确性,探究改进高强钢框架局部起裂节点构造对Q460高强钢框架在低周往复荷载作用下断裂性能的影响,本文开展了以下
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51408055）《基于微观机制的H型钢梁柱刚性节点延性断裂机理与设计对策研究》； 陕西省自然科学基础研究计划面上项目资助项目（2021JM-164）《Q460高强钢框架结构在强震作用下的超低周疲劳断裂机理研究》； 土木工程防灾国家重点试验室开放基金资助项目（SLDRCE16-04）《强震诱发钢结构延性断裂的
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高强度钢材以及高强钢结构在现实生活中的应用已经逐步成为钢结构重要发展趋势。与普通强度钢材相比,高强结构钢断裂问题更加突出,结合现如今国内频繁的地震活动,研究高强钢框架在低周疲劳荷载作用下的延性断裂问题显得尤为迫切。为了验证微观断裂模型CVGM对Q460高强钢框架低周疲劳断裂预测的适用性及准确性,探究改进高强钢框架局部起裂节点构造对Q460高强钢框架在低周往复荷载作用下断裂性能的影响,本文开展了以下工作:（1）梳理了断裂力学理论的发展历程,总结了国内外专家学者对高强度钢材、高强钢梁柱节点、高强钢框架断裂性能和抗震性能的研究进展,并指出了当前研究的不足。基于CVGM模型以及编写的UVARM子程序利用有限元方法对高强钢框架断裂展开研究。（2）利用CVGM模型,结合编写的UVARM子程序分析得到标准型高强钢梁柱节点的起裂时刻和起裂位置,并与已有的钢框架梁柱节点往复加载试验结果进行对比分析。验证了CVGM模型以及相应子程序对高强钢梁柱节点低周疲劳起裂预测的适用性及准确性。（3）通过查找文献以及规范,按照控制变量原则,结合已有试验的标准型高强钢梁柱节点设计了三种加强型梁柱节点以及两种削弱型梁柱节点。综合比较了六种节点的滞回性能、刚度退化、耗能能力以及梁柱对接焊缝处应力情况,并基于CVGM模型对剩余5种高强钢梁柱节点断裂位置与断裂时刻展开预测。研究表明:设计的肋板加强型节点构造形式相对简单且综合性能最佳。（4）利用CVGM模型,结合编写的UVARM子程序,将ABAQUS有限元分析结果和已有的钢框架往复加载试验结果进行对比。验证了CVGM模型及相应子程序可以较准确预测高强钢框架在低周疲劳荷载作用下起裂时刻和起裂位置。（5）对设计的二层二跨标准型高强钢框架进行梁端反对称往复加载,结合CVGM模型与UVARM子程序对钢框架节点断裂位置、断裂时刻、破坏形态、抗震性能等进行有限元分析。（6）对上述设计的二层二跨标准型高强钢框架最先起裂部位进行局部节点改进。利用CVGM模型和UVARM子程序对两种局部节点改进式钢框架进行断裂预测,分析局部节点改进式钢框架节点断裂位置、断裂时刻、破坏形态、抗震性能等。得出局部节点改进形式对高强钢框架低周疲劳性能的影响。（7）通过改变上述局部节点改进式二层二跨高强钢框架轴压比与节点域横向加劲肋厚度,结合二层二跨标准型高强钢框架来分析探讨两种变参对高强钢框架抗震性能和断裂性能的影响。从而提出有利于提高高强钢框架抗震和断裂性能的实质性的、经济性的方案。
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