考虑组合效应腹板开圆孔型节点抗震性能的研究

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1、中文摘要自20世纪60年代起，抗弯钢框架一直作为具有较好延性性能的抗震结构被予以推荐，在地震危险性较高地区的工业、商业和事业单位的建筑中得到了广泛采用。然而，1994年美国加州的Northridge地震及1995年R本的Kobe地震使这一信念受到了了挑战。这些震区的震害调查表明，相当多的钢框架结构的梁柱节点发生了脆性破坏，“强节点弱构件’’的抗震设计思想并未得到体现。寻找更为合理的新型梁柱节点形式以使节点具备良好的延性成为钢框架梁柱节点抗震性能研究的主要方面之一。本文通过有限元模拟的方法展开了对考虑组合效应的腹板丌圆孔型节点的研究，主要内容包括：(1)介绍了本文研究组合节点力学性能的非线性

2、有限元方法，并通过与实验数据对比验证了其可靠性；建立了考虑组合效应的标准型节点和腹板丌圆孔型节点的有限元模型，研究了剪力连接件的滑移、混凝土楼板的厚度以及混凝土楼板的配筋率等因素对标准型节点和腹板丌圆孔型节点的受力性能的影响规律。(2)通过有限元计算得到了考虑组合效应的腹板丌圆孔型节点的塑性铰发展过程，总结了不同开孔尺寸对塑性铰的出现位置的影响规律，此外，重点分析了开孔型组合节点梁截面上的应力分布规律，并揭示了腹板开圆孔型组合节点能够达到塑性铰外移目标的微观原因。(3)研究了开孔大小、开孑L位置、剪跨比和柱高等因素对考虑组合效应的腹板开圆孔型节点承载力性能的影响规律；此外，还研究了混凝土楼

3、板厚度、开孔大小、开孔位置和剪跨比等因素对腹板丌圆孔型纯框架节点和组合节点的滞回性能的影响规律；在有限元模拟分析的基础上，制定了考虑组合效应的腹板丌圆孔型节点抗震性能的实验方案。上述研究成果，为考虑组合效应后钢结构节点抗震理论和设计方法的研究，以及探索新型节点构造型式，提供了参考依据。关键词：钢框架腹板开孔型节点组合效应抗震性能有限元分析ABSTRACTABSTRACTSteelMoment-ResistingFrame(MRF)，withexcellentcapabilitytoresisttheeffectofearthquake，hasbeenwidelyadoptedinthebu

4、ildingsofindustrialzone，shopingdistrict，andinstitutionsinareawithriskofearthquakesince1960’S．However,theNorthridgeearthquakein1994andKobeearthquakein1995challengedtheconviction．EarthquakedamagesurveyofearthquakeregionmadeitclearthatalargenumberofsteelMoment—ResistingFramesexperiencebrittlefracture

5、satbeam．to．columnconnections．Theseismicdesignthoughtofstrongconnections，weakmemberswasnotachieved．Searchformorereasonablenewconnectionswithgoodductilitywasoneofmajorjobofseismicbehaviorofbeam．columnconnectionsofMoment．ResistingFrame．Bymeansoffiniteelementanalysis，thebehaviorofconnectionwithwebopen

6、ingwithcompositeeffectisinvestigatedinthispaper．Themainworkincludes：(1)Thispaperintroducednonlinearfiniteelementmethodofstudyonmechanicalbehabiorofcompositeconnections．Itsreliabilitywasverifiedbycomparisonwithtestdate．Finiteelementmodelsofstandard-typeconnectionsandconnectionswithopeningwebconside

7、ringcompositeeffectwereestablished．Thispaperstudiedinfluencelawofmechanicalbehaviorofstandard·typeconnectionsandconnectionswithopeningwebconsideringcompositeeffectwithslippageofshearconnector,thicknessofconcretes