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梁端翼缘加强型节点是指通过在梁端部焊接侧板、翼缘板或者盖板的方式形成的梁柱焊接节点。国内外学者在梁端翼缘加强型节点框架的研究中,针对单独一榀框架或单个节点的实验以及理论研究较多,而对节点加强型钢框架整体抗震性能的研究相对较少。本文以工程实例为背景,对采用普通节点、加强型节点的两种空间钢框架进行了静力弹塑性分析,并对单个节点进行了细部研究,从而对加强型钢框架的整体抗震性能和单个节点的受力性能做出了评定。
本文基于工程实例,利用SAP2000建立了普通钢框架模型和侧板加强型节点钢框架模型,并对其进行模态分析和静力弹塑性Push-over分析,得出了两种钢框架的动力特性(自振周期、振型等)以及在多遇地震、罕遇地震状态下的地震响应(层间位移、性能点、塑性铰分布情况等)。其次针对钢框架中的单个节点(76号),利用Midas-FEA软件建立了普通形式、侧板加强型、翼缘板加强型、盖板加强型四种不同构造形式的节点模型。然后以Push-over分析得到的杆件内力为边界条件对节点进行加载,得出了弹性和弹塑性两种情况下节点细部的应力发展情况。通过分析得出了以下主要结论:
(1)由模态分析和Push-over分析可知:在弹性阶段,节点加强型钢框架的整体刚度比普通框架有所增大,在推覆分析中刚度退化比普通框架慢;在弹塑阶段,节点加强型框架底层柱所承担的剪力比普通框架大;初始加载阶段加强型钢框架梁端塑性铰的形成及发展滞后于普通框架,但临近破坏时其塑性铰发展更充分、分布更合理。
(2)通过对单个节点的四种不同构造形式的细部应力分析可知:在弹性状态下,加强型节点能够减小梁柱翼缘焊缝处的应力,减轻了梁根部的应力集中;在塑性状态下,加强型节点的梁端应力比普通节点有效降低,在远离焊接区域的加强板件末端梁翼缘首先屈服;普通节点的梁端应力集中现象严重于加强型节点,三种加强型节点中,盖板加强式节点、翼缘板加强式节点的受力性能要优于侧板加强式节点。
以上结论为该工程项目的结构设计及节点形式的选择提供了一定参考。
本文基于工程实例,利用SAP2000建立了普通钢框架模型和侧板加强型节点钢框架模型,并对其进行模态分析和静力弹塑性Push-over分析,得出了两种钢框架的动力特性(自振周期、振型等)以及在多遇地震、罕遇地震状态下的地震响应(层间位移、性能点、塑性铰分布情况等)。其次针对钢框架中的单个节点(76号),利用Midas-FEA软件建立了普通形式、侧板加强型、翼缘板加强型、盖板加强型四种不同构造形式的节点模型。然后以Push-over分析得到的杆件内力为边界条件对节点进行加载,得出了弹性和弹塑性两种情况下节点细部的应力发展情况。通过分析得出了以下主要结论:
(1)由模态分析和Push-over分析可知:在弹性阶段,节点加强型钢框架的整体刚度比普通框架有所增大,在推覆分析中刚度退化比普通框架慢;在弹塑阶段,节点加强型框架底层柱所承担的剪力比普通框架大;初始加载阶段加强型钢框架梁端塑性铰的形成及发展滞后于普通框架,但临近破坏时其塑性铰发展更充分、分布更合理。
(2)通过对单个节点的四种不同构造形式的细部应力分析可知:在弹性状态下,加强型节点能够减小梁柱翼缘焊缝处的应力,减轻了梁根部的应力集中;在塑性状态下,加强型节点的梁端应力比普通节点有效降低,在远离焊接区域的加强板件末端梁翼缘首先屈服;普通节点的梁端应力集中现象严重于加强型节点,三种加强型节点中,盖板加强式节点、翼缘板加强式节点的受力性能要优于侧板加强式节点。
以上结论为该工程项目的结构设计及节点形式的选择提供了一定参考。