梁翼缘开圆孔削弱式新型H形柱弱轴连接节点的抗震性能研究

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1、分类号:TU39110710-2015228003专业硕士学位论文梁翼缘开圆孔削弱式新型H形柱弱轴连接节点的抗震性能研究回文豪导师姓名职称郑宏教授专业学位类别申请学位级别工程硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年6月1日学位授予单位长安大学StudyonSeismicBehaviorofBeamflangeopeningweakentypeofNewWeak-axisJointsforHshapedcolumnADissertationSubmittedfortheDegreeof

2、MasterCandidate：HuiWenhaoSupervisor：Prof.ZhengHongChang’anUniversity,Xi’an,China摘要当前对H形柱钢框架节点的研究大部分集中在H形柱的强轴方向，H形柱弱轴方向节点的研究相对较少；而对采用H形柱弱轴连接节点的空间钢框架的研究更少；常规的H形柱弱轴楔形加劲板连接节点存在塑性转动能力差和柱腹板易于发生破坏等问题。本文在前人研究基础上，提出一种新型的弱轴连接节点，并利用有限元ABAQUS软件对该形式节点开展了数值模拟分析研究。本文利用有限元软件建立新型弱轴

3、连接节点模型，与传统楔形加肋板弱轴连接节点和端板式弱轴连接节点进行对比分析；并对新型弱轴连接节点的梁翼缘进行开圆孔削弱处理，与未削弱新型弱轴连接节点进行对比分析。研究表明，梁翼缘开圆孔削弱式新型弱轴连接节点实现了塑性铰外移的目的，滞回曲线比较饱满，虽其承载力有所下降，但整体的延性和耗能能力要更好，即抗震性能更出众。通过有限元软件分析梁翼缘削弱区的开孔起始长度a，相邻孔洞中心间距b，孔洞中心距梁边间距c，开孔直径D和开孔排数N这5个削弱参数对节点试件的塑性铰形成状况、滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性和耗能能力的影响。分析研究得

4、出梁翼缘开圆孔削弱式新型弱轴连接节点各项削弱参数的合理值范围，为实际工程应用提供参考。为了该弱轴连接节点形式在实际工程中应用，分别设计了2个三榀两层两跨的采用未削弱新型弱轴连接节点和翼缘开孔式新型弱轴连接节点的空间钢框架，并进行有限元分析。分析结果表明，采用翼缘开孔式新型弱轴连接节点的钢框架的塑性铰形成于梁上削弱区，有效地防止框架的脆性破坏，且其滞回曲线相对更饱满，延性性能和耗能能力都更好，刚度退化趋势较缓，抗震性能强。关键词：钢框架结构，新型弱轴连接节点，梁翼缘削弱，抗震性能，ABAQUS有限元分析IIIABSTRACTA

5、tpresent,mostoftheresearchonthesteelframeofI-shapedcolumnisconcentratedinthestrong-axisdirectionofI-shapedcolumn,butthestudyoftheweak-axisdirectionofI-shapedcolumnisrelativelyfew;andthestudyofthespacesteelframewiththejointwiththeweak-axisoftheworkingcolumnisscarce;

6、thetraditionalweak-axiswedge-shapedstiffenedplateconnectionshavepoorplasticrotationalcapacityandeasyfailureofthecolumnweb.Onthebasisofpreviousresearch,anewtypeofweak-axisconnectionnodeisproposed,andthefiniteelementsoftwareABAQUSisusedtocarryoutnumericalsimulationan

7、danalysisontheformofthenode.Inthispaper,anewtypeofweakaxisjointmodelisestablishedbyusingthefiniteelementsoftware,whichiscomparedwiththetraditionalwedge-shapedstiffenedplatetypeweak-axisjointandtheend-plateconnectedweak-axisjoint.Thenewweak-axisofbeamflangeconnectio

8、nsofcircularholesweakentreatmentandcontrastiveanalysisoftheno-weakennewweak-axisjoint.Theresultsshowthatthebeamopeningweakentypeofnewweak-axisjoi