钢框架梁柱顶底T型钢连接的抗震性能研究

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1、密级公开且分类号TU391且工程硕士学位论文钢框架梁柱顶底T型钢连接的抗震性能研究孙翰林指导教师王海荣副教授袁勇高工申请学位级别工程硕士工程领域建筑与土木工程2018年5月10日钢框架梁柱顶底T型钢连接的抗震性能研究工程领域：建筑与土木工程研究生签字：学校导师签字：企业导师签字：摘要目前，钢结构工程设计中，为了简化计算，通常将钢框架的梁柱连接节点以理想铰接或理想刚接为假设条件进行分析计算，从而导致设计偏不安全或过于保守。而事实上，钢框架梁柱节点在实际工作状态中具有较好的非线性变形能力，它介于两种假设之间，被称为半刚性连接。梁柱顶底T型钢连接是最具典型的半刚性连

2、接形式，节点中梁和柱的翼缘通过顶底T型钢采用高强螺栓连接在一起，节点组件中的很多因素都会影响到节点的受力状态。本文运用ABAQUS有限元软件，结合文献中的T型钢连接节点试验，首先对其进行数值模拟，对比试验和有限元分析的相似及不同之处，从而确定有限元建模的合理性。其次，采用“强节点弱构件”理念，对节点的构造加以改变，具体包括：顶底T型钢增设加劲肋、梁翼缘削弱、梁腹板开孔、T型钢加宽，分析不同构造节点在单向荷载作用下的力学性能和循环反复荷载作用下的抗震性能，得出以下结论：1）在单向荷载作用下，顶底T型钢增设加劲肋能大幅度提高节点的极限承载力，但是节点的延性相对较低

3、；T型钢加宽后能够在提高节点承载力的同时，增加节点的延性；对梁翼缘削弱时，节点的极限承载力下降较小，但延性大幅度提高；对梁腹板采用圆孔削弱时，节点的极限承载力下降较小，但延性增幅最大。2）在循环反复荷载作用下，顶底T型钢增设加劲肋比T型钢加宽的承载力更大，但T型钢加宽能够更好提高节点的耗能能力；梁翼缘削弱和梁腹板开孔，二者的承载力相差不大，但相比BASE试件，耗能能力得到明显改善。3）节点在循环荷载作用下的极限承载力和变形程度都要高于单向荷载作用下的极限承载力和变形。4）节点区的梁、柱、T型钢、螺栓等部件在循环反复荷载作用下的弹性区域明显少于单调荷载作用，而且

4、各部件区域达到材料极限强度的面积增加，材料强度得以充分发挥。关键词：梁柱顶底T型钢连接；改变节点构造；有限元分析；单向荷载；循环反复荷载；抗震性能分析TheAseismaticPerformanceResearchonSteel-Beam-ColumnTop-seatT-stubconnectionsDiscipline:ArchitectureandCivilEngiereringStudentSignature:SupervisorⅠSignature:SupervisorⅡSignature:AbstractAtpresent,inordertosimp

5、lifythecalculationinsteelstructureengineeringdesign,itisusuallycalculatedonthehypothesisthattheconnectingpointsofthebeam-columnjointsofthesteelframeareidealhinged,whichmakesthedesignunsafeortooconservative.Infact,thebeam-columnjointofsteelframehasenoughnon-lineardeformationabilityin

6、actualworkingcondition,whichisbetweentwohypothesesandiscalledsemi-rigidconnection.steel-beam-columntop-seatT-stubconnectionsisthemosttypicalformofsemi-rigidjoint,thebeamandcolumnflangethroughthetopandbottomT-beamwithhigh-strengthboltstogether,manyfactorsinthenodeassemblywillaffectth

7、enode'sstressstate.Inthispaper,weuseABAQUSfiniteelementsoftware,combinedwiththeT-sectionsteeljointtestinliterature,todonumericalsimulationatfirst,comparethesimilarityanddifferencebetweenthetestandfiniteelementanalysis,soastodeterminetherationalityoffiniteelementmodeling.Usingtheidea

8、of"strongjointsandw