节点域箱型弱轴连接腹板开孔钢框架节点抗震性能研究 (1)

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1、分类号:TU39110710-2014128022硕士学位论文节点域箱型弱轴连接腹板开孔钢框架节点抗震性能研究孟春辉导师姓名职称郑宏教授申请学位类别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2017年3月15日论文答辩日期2017年6月3日学位授予单位长安大学StudyonseismicbehaviorofBoxStrengthen-jointRegionConnectionwithOpeningonBeamWebforWeakAxisAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCa

2、ndidate：MengChunhuiSupervisor：Prof.ZhengHongChang’anUniversity,Xi’an,China摘要在1994年美国北岭（Northridge）和1995年日本的阪神发生的两次大地震中，人们发现大量的梁柱焊接节点出现了脆性破坏，而梁本身并未有明显或未发生塑性变形。为了改善钢结构梁柱节点的受力性能，提高钢框架节点的延性和塑性变形能力，国内外学者开始对传统钢框架节点进行一系列的研究，并提出了新型延性节点的构造形式。然而国内外学者研究内容主要是梁柱节点的强轴方向，

3、对梁柱节点弱轴方向，特别是工字形梁柱节点的弱轴方向节点的受力性能研究较少。本文在节点域箱型加强式工字形柱弱轴连接节点的基础上，利用有限元软件ABAQUS对节点域箱型弱轴腹板开孔型节点的力学性能进行分析，并与传统的节点域箱型弱轴连接节点进行对比分析，研究表明在弹性阶段节点域箱型弱轴连接腹板开孔型节点刚度和承载能力基本保持不变，在弹塑性阶段，腹板开孔型节点刚度和承载能力略有降低，但节点延性显著提高，滞回曲线也比较饱满，最终在腹板削弱处形成塑性铰，实现了塑性铰的外移，表现出了较好的塑性变形能力，是一种理想的延性节点

4、型式。为了能够在实际钢框架弱轴方向采用此节点型式，本文采用有限元分析软件ABAQUS分别对节点域箱型弱轴连接腹板开孔型节点和采用此新型节点形式的空间钢框架进行研究。建立了节点的有限元模型，通过改变腹板开孔中心至蒙皮板边缘的距离B、开孔半径R、蒙皮板厚度、轴压比、钢材强度及梁线刚度等参数，研究这些参数对节点破坏形式、滞回性能、骨架曲线、延性、承载力的影响。研究结果表明，节点域箱型弱轴连接腹板开孔型节点在梁腹板削弱处形成塑性铰，实现塑性铰的外移，增强了节点的延性，比传统节点具有更好的耗能能力，并给出了腹板开孔削弱

5、参数的范围，为节点域腹板开孔型节点弱轴连接节点的抗震设计提供了一定的理论依据。最后，建立了空间钢框架的有限元模型，研究腹板开孔中心至蒙皮板边缘的距离B、开孔半径R等参数对其受力性能的影响。并建立普通节点空间钢框架的有限元模型，与腹板开孔型节点进行对比分析。关键词：节点域箱型加强式连接，弱轴连接，腹板开孔，ABAQUS，滞回性能，空间钢框架，抗震性能IAbstractNorthridge(ofNorthridge)in1994intheUnitedStatesandJapanin1995thehanshinea

6、rthquakehappenedtwice,itwasfoundthatalargenumberofbeam-columnweldedjointbrittlefailure,andthebeamitselfdoesnothaveobviousplasticdeformationordidnothappen.Inordertoimprovethemechanicalperformanceofsteelstructureofbeam-columnjointstoimprovetheductilityofthest

7、eelframenodeandplasticdeformationcapacity,domesticandforeignscholarsbegantohaveaseriesofresearch,thetraditionalsteelframenodesandputforwardanewstructureformofductilitynode.However,scholarsathomeandabroadtheresearchcontentismainlythemajoraxisdirectionofbeam-

8、columnjoints,ofbeam-columnjointsweakaxisdirection,especiallyfori-sectionbeam-columnjointsweakaxisofthenodeforceperformancestudyisless.BasedonchanganuniversityprofessorLoucomethenodedomainboxtostrengthe