23# k 半刚性刚性连接整体钢框架拟动力试验分析

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1、万方数据第31卷第12期2008年12月合肥工业大学学报(自然科学版)JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYv01．31No．12Dec．2008半刚性连接整体钢框架拟动力试验分析完海鹰，郑晓清(合肥T业大学土木与水利工程学院，安徽合肥230009)摘要：在钢框架结构的设计中，通常将梁柱节点处理为完全刚接或理想的铰接，但是在实际框架中，梁柱节点表现出半刚性。目前的实验研究基本都基于结构和构件的静力分析。文章研究了结构的动力性能，进行了半刚性连接整体钢框架的拟动力试验，所得结论为高层钢结构设

2、计规范提供了试验基础。关键词：钢框架；半刚性连接；拟动力实验中图分类号：TU311．3文献标识码：A文章编号：1003—5060(2008)12—2013一03Pseudo-dynamictestoftheoverallsteelframewithsemi—rigidconnectionWANHai-ying，ZHENGXiao-qing(SchoolofCivilEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，CK∞)Abstraqt：Inthedesignofst

3、eelframes，itisoftenassumedthattheconnectionsbetweencolumnsandbeamsareeitherrigidorpinned．However，theconnectionshavebeenprovedtobesemi—rigidtheoret-icallyandpractically．Thepresentexperimentalstudyofthestructureandthecomponentisbasedonstaticanalysis．Thispaperinvesti

4、gatesthedynamicperformanceofthestructure．Anexperimentisconductedontheoverallsteelframewithsemi-rigidconnectiomSomeconclusionsaregained，whichcanprovideanexperimentalbasisforthetallsteelstructuredesigncodes．Keywords：steelframe；semi—rigidconnection；pseudo-dynamictest

5、半刚性节点具有较好的延性及耗能性能，可以避免地震时由于焊接节点的破坏造成钢结构过早的整体失效[1]。对半刚性钢框架整体性能的研究，以前大都集中于静力性能的研究，只是到1994年美国Northridge地震以后，人们开始研究半刚性钢框架在地震荷载下的性能，但也只局限于弹性分析和理性化的模型分析，导致在设计领域半刚性钢框架在动力荷载作用下的问题不够完善。因此，半刚性钢框架在动力荷载作用下性能的研究具有很高的研究价值，本文对半刚性连接整体钢框架进行了拟动力实验。1实验及实验模型1．1实验模型根据文献[2，3]并参照常用的民用建筑

6、层高、柱网跨度及梁柱断面尺寸，同时结合液压伺服作动器的放置情况，设计了一座缩尺比例为1：2半刚性节点钢框架模型。该模型双层、单跨、单开间，跨度和开间皆为2．2m，底层与顶层层高1．6m。梁柱采用H型钢，顶底角钢为不等边角钢，腹板角钢为等边角钢。模型尺寸根据双腹板一顶底角钢梁柱半刚性连接节点的尺寸和本次框架整体受力分析而来，见表1所列。实验模型如图1所示。表1模型构件尺寸注：1．顶、底角钢长肢螺栓Dn距70nm，腹板角钢螺栓间距60nllTl，g。=45mm；2．缧栓接触面用钢丝刷除锈处理。收藕日期：2008-09—22；修

7、改日期：2008—11—28基金项目：安徽省内然科学基金资助项日(070414175)作者简介：完海鹰(196l一)，男，安徽肥东人，合肥工业大学教授，硕士生导师．万方数据2014合肥工业大学学报(自然科学版)第31卷1．2试验设备和装置加载设备主要为MTSl号和2号伺服加载作动器及相应控制系统；加载反力装置为2拟动力实验原理2000kN反力墙；数据采集装置有位移计24个、应变片若干、外置位移传感器和DH5973动态应变采集系统。钢框架的安装如图2所示。图1实验模型简图2．1动力反应分析方程该实验模型町以认为在地震荷载作用

8、下做水平方向的震动，只发生水平向的侧移，近似将楼层质量集中到框架上下两层的节点处，底、顶层节点分别为节点1和节点2。动力方程为[4]磁+d+P一一磁(1)其中，M、c分别为结构的质量和阻尼矩阵；王、主、P分别为结构各质点的加速度、速度和恢复力向置；芝为地震时地面的加速度向量(取自地震加速度时程曲线)。结