箱形节点域工字形柱弱轴顶底角钢连接的抗震性能研究

《箱形节点域工字形柱弱轴顶底角钢连接的抗震性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号:TU39110710-2015128041硕士学位论文箱形节点域工字形柱弱轴顶底角钢连接的抗震性能研究宋文龙导师姓名职称卢林枫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2018年4月20日论文答辩日期2018年5月31日学位授予单位长安大学SeismicPerformanceStudyontheWeak-axisTopandSeatAngleSteelConnectionofI-SectionColumnwithBox-shapedPanelZoneADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：

2、SongWen-longSupervisor：Prof.LuLinfengChang’anUniversity,Xi’an,China摘要在美国北岭地震和日本阪神地震中，大量的钢框架刚性节点因延性较差出现了脆性破坏。对刚性连接节点的抗震性能产生的怀疑，使抗震性能更好的半刚性连接逐渐成为学术界和工程界的研究热点之一。顶底角钢连接是一种典型的半刚性连接，但目前的研究多集中在工字形柱的强轴连接，弱轴连接则相对较少。因此，开展对工字形柱弱轴顶底角钢连接抗震性能的研究具有重要的理论意义和实际工程应用价值。采用有限元程序ABAQUS对箱形节点域工字形柱弱轴顶底角钢连接进行了非线性模拟分

3、析，研究了该连接在低周反复荷载作用下的抗震性能。首先通过与传统弱轴顶底角钢连接的对比，得出箱形节点域弱轴顶底角钢连接的优缺点；而后，系统地研究了角钢厚度、角钢肢长、受拉螺栓到梁翼缘的距离、柱轴压比、蒙皮板厚度以及梁截面高度等参数对于连接节点抗震性能的影响。研究发现：(1)箱形节点域弱轴顶底角钢连接节点属于典型的半刚性节点，但该连接的强度和刚度较弱。节点的变形主要是顶或底角钢拉伸变形，最终的破坏表现为顶或底角钢水平肢与梁翼缘相接触的区域塑性变形较大。(2)箱形节点域弱轴顶底角钢连接与传统弱轴顶底角钢连接相比，连接的承载力、刚度、延性和耗能能力等均有所提高；另一方面，箱形节点域

4、弱轴顶底角钢连接用蒙皮板来代替柱腹板与角钢连接，将力直接传递给了柱翼缘，避免了柱腹板的破坏，改善了节点的受力性能。(3)角钢厚度、受拉螺栓到梁翼缘的距离、蒙皮板厚度以及梁截面高度对箱形节点域弱轴顶底角钢连接的抗震性能影响较大。角钢厚度的增加可以提高节点的承载力、刚度，但降低了延性和耗能能力；受拉螺栓到梁翼缘的距离的增加可以提高节点延性，但明显降低了节点承载力、刚度以及耗能能力；蒙皮板厚度的增加可以明显提高节点的刚度、延性能力、耗能能力，但厚度过大或过小均会降低节点的承载力；梁截面高度的增加对于节点的承载力、刚度、耗能能力均有所提高，但延性能力却有所降低。通过ABAQUS数值

5、模拟分析结果，给出了部分参数取值建议：角钢厚度t=(0.75~0.88)tm，其中tm为蒙皮板厚度；受拉螺栓到梁翼缘的距离s=(3.18~3.64)d0，其中d0为螺栓孔直径。(4)角钢肢长和柱轴压比的变化未能影响箱形节点域弱轴顶底角钢连接节点的抗震性能。关键词：弱轴连接，顶底角钢，半刚性，有限元分析，抗震性能★本文研究得到国家自然科学基金资助项目(51278061)的资助IIIAbstractIntheAmericanNorthridgeearthquakeandtheJapaneseHanshinearthquake,alargenumberofsteelframeri

6、gidjointscausebrittlefailurebecauseofthepoorductility.Peoplehavedoubtsaboutseismicperformanceofrigidjoints,andsemi-rigidconnectionswithbetterseismicperformancehavegraduallybecomeoneoftheresearchhotspotsinacademicandengineeringfields.Thesteelframetopandseatangleconnectionisatypicalsemi-rigi

7、dconnection.ButmostofthecurrentstudiesfocusonthestrongaxisconnectionoftheI-shapedcolumn,whiletheweakaxisconnectionisrelativelyless.Theanalysisandresearchonthesteelframetopandseatangleconnectionhasimportanttheoreticalsignificanceandpracticalengineeringapplicati