钢框架地震响应的pushover模拟及加腋梁柱焊接节点抗震性能研究

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1、中文摘要美国北岭和日本阪神震害教训提示：钢框架结构梁柱节点中的焊缝是地震中易发生脆断的薄弱环节。在钢结构的设计与建造过程中，除了应注意选用韧性好的焊接材料外，还要注意从结构殴计上设法降低焊缝的应力，注意使塑性铰远离节点焊缝区，以对焊缝实施有效保护。本文针对焊缝受力状态研究了节点构造对梁柱焊接节点抗震性能的影响。使用SAP2000N／L具有的推倒(push．over)分析功能模拟了某四层钢框架结构的地震响应，使该结构达到抵抗7度地震的要求，同时确定了在给定结构顶点位移的条件下结构中各杆件的内力及屈

2、服顺序。随后以SAP2000NtL分析结果为计算边界条件，用ANsYs的三维实体单元分弹性和弹塑性两种情况分析了在地震水平载荷作用下两种标准节点、两种RBS节点及加腋加强型等不同构造梁柱焊接节点焊接区应力的分布情况，分下翼缘改进及上、下翼缘改进两种不同的节点改进方式展开了讨论，同时也探讨了加腋节点的力学机制、破坏特点及其抗震性能。研究结果表明：用push．over方法能获得在地震水平载荷作用下结构中每个杆件的受力状态及其屈服过程，能发现结构中的薄弱部位，评价结构是否满足抗震设防要求。梁柱焊接节点

3、构造对梁翼缘焊缝的承载环境有明显的影响。狗骨型、槽型一类的RBS节点能有效降低粱翼缘焊缝处的应力集中，提高节点柔性。加腋节点能提高节点的承载能力，使节点表现出更好的柔性，梁翼缘焊缝得到有效的保护。焊接腋梁明显改变了梁的剪力转移机制，从而降低了结构对梁翼缘焊缝韧性要求。腋粱的加入改变了节点的应力分布，减小了梁翼缘焊缝处的应力集中，对降低梁翼缘焊缝在地震载荷作用下断裂的危险较为有效。能显著提高节点的抗震性能。关键词：地震响应：push．over分析：钢框架：梁柱焊接节点：加腋：抗震性能ABSTRAC

4、TThelessonsofNorthridgeandKobeearthquaketoldUS：theweldofbeam—columnweldedconnectioninsteelstructuresiSafeeblepartwhichiSpronetobittlefractureasallearthquakehanppens．Besideschoosingweldingmaterialswithgoodtoughness，weshoudtrytoprotecttheweldeffectivel

5、ybyreducingthestressinweldandmovingtheplastichingeawayfromtheweldduringthestructuredesignandbuiding．TlliSPaDerpresentshowthedifferentconnectionstructuresaffecttheseismicperformanceofbeam．columnweldedconnectionsbasedontheWOrkingstatementoftheweld．Ther

6、fore．theseismicresponseofafour-storysteel—frameiSsimulatedbvSAP2000N／Lwhichpossessespush-overanalysisfunction．andthestructureiSmadewhichCanmeettherequirementofresisting7-degreeearthquake．Meanwhile，theintemalforceofcomponentsandtheiryieldorderaremadeu

7、nderagivenvertextargetdisplacement．Then，stressdistributionofflangeweldofbeam-columnconnections，includingtwonormalconllections．twoRBSconnectionsandthereinforedconnectionwithweldedhaunch．areanalyzedbyANSYSthree-dimensionalsolidelementinbo出elasticityand

8、elaso．plasticitycondition，theboundaryconditionsofwhichareprovidedbytheSAP2000N／Lcalculationoutcome．Theanalysisdiscusseseffectsoftwodifierentconnectionsimprovedonbottomoronbotlltopandbottomflangeofbeam，studiesmechanicalmodel，destructivebehavior,andcom