T型钢梁柱连接受力性能研究.pdf

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1、第37卷第5期建筑技术开发Vo1．37，No．52010年5月BuildingTechniqueDevelopmentMav．2010T型钢梁柱连接受力性能研究木布欣赵红玲王新武(洛阳理工学院土木工程系，河南洛阳471023)[摘要]T型钢是典型的半刚性连接之一，目前已初步应用在工程实践中。对T型钢连接进行非线性有限元分析计算，得到了剖分T型钢连接作为钢框架中主要抗弯构件拥有相当高的强度和刚度以及良好的延性。对T型钢梁柱连接在钢框架中的应用提供一定的理论依据。[关键词]剖分T型钢；非线性分析；有限元；节点域；加劲板[中图分类号]TU39

2、2．1[文献标志码]A[文章编号】1001-523X(2010)05-0010-04RESEARCHoNMECHANICALBEHAVIoRoFTHESLITTSTEELBEAM—CoLUMNCoNNECTIoNSBuXinZhaoHong-lingWangXin-WU[Abstract】SlitTsteelconnectionisatypicaloneofthesemi-rigidconnections，whichhasbeenapreliminaryapplicationinengineeringpractice．Inthispap

3、er．Full·scalemodeloftheslitTsteelconnectionsusingH·sectionmemberhadbeenanalyzedusingANSYS．ItisconcludedthatslitTsteelconnectionscanpossesstherelativehighstifness，strengthandexcellentductilityasmoment-resistingcomponentsintheseismicdesignofframes．Theseconclusionscanprovid

4、etheoreticalbasisandreferenceforapplicationofslitTsteelconnectioninsteelflame．[Keywords]slitTsteel；nonlinearanalysis；finiteelement；jointzone；reinforcedplateT型钢连接属于典型的半刚性连接之一，主要通过高强化和下降的三折线模型，如图2所示。螺栓采用10．9级M20螺栓把T型钢与梁柱连接在一起，很多研究认为是此类连接摩擦型连接高强螺栓。梁截面H(300×200×8×12)mm，柱是刚度比

5、较大的连接类型之一。采用这种连接方式完截面H(200×200×12×12)mm，T型钢(150×300×10×全通过螺栓来连，现场不需要焊接，因此施工质量可以保证，l5)mm柱节点设置水平加劲肋厚度为12mm，表1为各种另外此类连接具有很好的延性，在地震作用下有良好的耗能构件复验后的材料属性。所有材料均为各向同性，泊松比均取0．3，屈服准则均采用VonMises屈服准则，材料屈服后采能力。本文采用有限元程序ANSYS，考虑几何非线性、材料用流动理论和随动强化准则。端板、柱翼缘及螺栓摩擦面的非线性和接触非线性，对T型钢梁柱节点进行单调荷载

6、作用抗滑移系数为0．35。下的非线性有限元分析，深入分析T型钢梁柱节点各部分构件的受力特性。1有限元分析模型的建立1．1试件尺寸和材料本构参数在侧向荷载作用下抗弯框架分析中，通常假定反弯点位于梁的跨中和柱的中间，因此本文采用一个简化的梁柱连接j，同时为了简化分析，没有模拟柱中的轴力，目的是研究连接本身的性能，连接详细尺寸见图1。本文分析的梁柱以及连接构件均采用Q235钢，应力一应变关系采用考虑强}博士后科学基金资助项目20070421218·河南省科技重点攻关项目092102210019图1连接示意收稿日期：2010—02—15作者简介

7、：布欣(1981·)，男，河南洛阳人，毕业于东北电力大学，工学硕士，讲师，主要进行有限元方面的研究。1O第37卷布欣，等：T型钢粱柱连接受力性能研究第5期出，上部T型钢以最上排螺栓边缘为支承点产生弯曲变形，上部连接T型钢已经屈服，并且变形过大，超出了正常使用的极限状态，塑性铰首先出现在T型钢腹板与翼板交接处。与T型钢相接触的梁翼缘和柱翼缘应力发展也较快，由于柱节点区域加劲板的存在，与劲板相接触的柱翼缘应力较小。图2钢材应力一应变曲线表1Q235钢材材料特性1．2单元选择与网格划分高强螺栓连接为钢结构常用连接方式之一，对其有限元图4节点核

8、心MISES应力云图模拟要考虑螺栓杆的预紧力、螺栓孔壁挤压、螺栓与板件及图5为节点处柱Mises应力云图，从图中可以看出，上板件之问的摩擦接触等问题，因此是材料、几何和接触状态部螺栓孔由于挤压，在孔壁处屈服