【摘 要】
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传统钢结构在地震作用下,其梁柱连接节点处易发生脆性破坏,且在震后修复成本较高。为解决此问题,有关研究人员以将塑性铰转移至节点以外的理念,设计了各种类型的新型钢框架梁
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传统钢结构在地震作用下,其梁柱连接节点处易发生脆性破坏,且在震后修复成本较高。为解决此问题,有关研究人员以将塑性铰转移至节点以外的理念,设计了各种类型的新型钢框架梁柱节点,并通过更换损伤元来实现节点的快速修复。屈曲约束支撑因其出色的耗能能力,已广泛应用到实际工程当中。本文将屈曲约束机制引入可更换损伤元型节点中,提出了一种含屈曲约束耗能件的钢框架梁柱节点(RBRL-ERSJ)。为研究本文所提出的RBRL-ERSJ节点,本文设计并制作了9组足尺节点模型,开展了拟静力试验,主要研究了以下参数:加劲肋、腹板连接形式、屈曲约束形式、连接板厚度和加载制度对节点滞回性能的影响。对试验现象进行了分析,得到了节点的损伤规律和破坏机理;采集了加载点推覆力、节点关键部位的位移和应变等数据,分析了节点滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、变形模式和刚度退化等滞回特征。试验结果表明:除对比试验组外,本文提出的试件均能够将损伤控制在梁柱范围以外的耗能件上,且在加载后方便更换,达到了预期的设计目标。当腹板连接形式为铰接及螺栓连接时,且包含压缩间隙取于端部的屈曲约束机制时,节点有着优异的性能。由于存在着施工误差,导致腹板连接形式为铰接时,加载过程中有滑移现象,然而该类试件仍有着不错的抗震性能。值得说明的是,腹板连接形式为刚接时,节点发生了撕裂现象,导致剪力传递至腹板以外的核心板等构件上,影响了核心板的耗能能力。采用有限元软件ABAQUS对RBRL-ERSJ节点进行有限元模拟分析,通过对比试验结果表明本文提供的建模方法能够较好的模拟出RBRL-ERSJ在往复荷载作用下的滞回行为。在试验结果的基础上,进一步讨论了不同参数对节点抗震性能的影响,并给出了合理的设计建议。基于试验结果,本文提出了RBRL-ERSJ节点的强度和初始刚度计算方法,进而提出了节点的理论骨架曲线,与节点的试验和模拟骨架曲线进行了对比,结果表明三种骨架曲线吻合较好。最后,给出了该节点抗弯承载力的计算方法以及设计建议,为日后的研究提供参考。
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