浅谈带双腹板的顶底角钢连接在地震作用下的受力性能研究

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1、澎鲂多呈多出霉硕士学位论文鱼翌堕堡堕堡壅鱼塑垄蕉垄垫垂作用下的受力性能研究史辉学科名称：缱塑三猩学科门类：王堂指导教师：笸塑垫堡申请日期：垄螋2生兰旦一摘要论文题目：带双腹板的顶底角钢连接在地震作用下的受力性能研究学科专业：结构工程研究生：史辉签名：燃指导教师：简政教授签名：．丘墨匕兰_摘要钢结构由于其良好的延性、塑性和韧性，一直被认为是抗震性能最为可靠的结构形式。但在相继发生的1994年美国北蛉地震和1995年日本阪神地震中，许多钢结构建筑出现了不同程度的脆断破坏，表明采用刚性连接的梁柱节点延性较差，容易发生脆性破坏，而非刚性连接由于其较强的耗能能力，能提供

2、更多的屈服容量和延性容量，同时可节省节点的用钢量，其经济性和可靠性较好。钢结构粱柱节点带双腹板的顶底角钢连接属于非刚性连接的范畴，本文借助通用有限元软件ANSYS_9．0进行了三维有限元弹塑性分析，用循环荷载代替地震荷载以研究结构在地震作用下的变化规律，全面地研究了带双腹板的顶底角铜连接和刚性连接的受力特性。建立了比较精细反映实际构件受力特性的分析模型，构建模型时综合考虑了材料非线性、几何非线性以及状态非线性的影响，并考虑了高强螺栓预紧力的影响。通过对双腹板、顶底角钢连接和全焊接刚性连接进行单向加载弹塑性有限元分析和低周反复循环荷载作用下弹塑性有限元分析的研究

3、对比，得到了其受力性能及变化规律，对认识其受力特性和指导今后的结构设计具有重要的参考价值。分析研究成果表明带双腹板的顶底角钢连接具有很好的延性，在循环荷载作用下的耗能能力优于刚性连接作用下的耗能能力，且梁端位移两者较为接近。角钢和螺栓的塑性变形是节点域延性的必要保证，因半刚性连接特性使该区域的刚度有所下降，故设计时应控制好角钢、螺栓之间材性的相对关系。同时采用半刚性连接后竖向承载力有所降低，设计时应引起足够的重视。本文对于梁柱节点带双腹板的顶底角钢连接和刚性节点的受力性能和破坏机理进行了深入的分析研究，为钢框架粱柱节点连接的理论和设计方法的研究以及探索新型的节

4、点形式提供了有价值的数据和参考依据。关键词：带双腹板的顶底角钢连接：刚性连接；单调荷载：循环荷载；非线性有限元西安理工大学硕士学位论文Title：FINJTEELEMENTANALYSlSFORTOP．SEATANDVVEBANGLESBEAM．CoLUMNCONNECTIONSMajor：StructureEngineeringName：HuiSHISignature：Supervisor：Prof．ZhengJianSignature：地一一6幻Steelstrllctal'esarcalwaysconsideredasthemostreliablease

5、isn坩ficconstructionsfortheirgoodductility,plasticityandtenacity．However,brittlefractureoccurredsuccessivelyinsteelf／milesinthe1994NorthridgeEarthquakeandthe1995Hyogoken-NanbuEarthquake．Thetwoearthquakesindicatethatrigidconnectionshavepoorductilityandbrittlefracturehappenseasily．Neve

6、rtheless，non—rigidconnectionshaveanexcellentenergydissipatingmechanism，whichCanprovidemorecapacityforyieldingandductility．Inthemeantime，non-rigidcounectionscansavetheamountofsteel．Sotheecono面calandreliableeffectisbetter．Topandseatangleswi也doublewebanglesconnectionsbelongtonon-rigidc

7、onnections．3-Delastic-plasticfiniteelementanalysesareconductedwiththegeneral-purposeprogrammingpackageofANSYS9．0．Inwhichappliedcyclicloadtosimulateseismicload．mstudyofconnectionisrathercomprehensiveandsystematic．Analyzingmodelsatebuiltwhichcallsimulateactualbehaviorwithmoreprecision

8、,syntheticallyconsi