钢框架加腋梁_柱刚性节点的非线性分析

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1、第$!期广东土木与建筑$01&!!""#年$!月!"#$!%&$!#’()*+,(+"’,(*-*.,$!*$,,’*$!%,/!%"#钢框架加腋梁’柱刚性节点的非线性分析梁军<黎永<曾常阳=（<、广东省重工建筑设计院广州C

2、转角达B1B=HIB1BF<2D6。&引言直腋节点在相关试验中的塑性转角也都达到了B1B=B2D6［C］。自美国$023425678和日本90:8地震后，针对地本文的研究以文献［J］中的普通梁;柱+形节点震中出现的大量钢框架梁;柱刚性节点的脆性断裂)";=为原型，梁的翼缘和腹板分别为

3、明，梁下翼缘与柱翼缘别为=1B，=1FN。在此基础上，本文设计了斜腋（+);<）处的对接焊缝是最易发生断裂的薄弱环节［<，=］。因此，和直腋（+);=）两种节点，斜腋的设计参照文献［L］中震后研究加强型节点的原则思路在于降低梁翼缘与经改进的简化设计方法（梁腋长!O（B1CPB1J）":，夹角柱翼缘间对接焊缝的应力，迫使塑性铰在梁上远离!O3D@;（<#!）OFBQRCQ，$为梁腋垂直高度），斜腋水平梁;柱连接面的某一部位形成，以达到“强柱弱梁”、方向长=GBNN，垂直方向高

4、<，=］。加腋节点由于在试缘同宽，厚<=NN，腹板厚HNN，腋端梁加劲肋厚验中表现出的可行性以及焊接操作简便的优点而成HNN；直腋的设计则参照文献［C］的设计步骤（梁腋为加强型节点的一种。本文将通过空间非线性有限长%O<1B":，夹角!!=BQ），直腋水平长GBBNN，高元分析方法对不同类型加腋梁;柱刚性节点的性能S>，节点建模使用三维四结点壳单元，其网格划分如图F

5、所示，节点梁端为自由端，分别在柱两加腋梁;柱刚性节点是在普通钢框架梁;柱刚性端进行约束。节点模型为突出梁腋对节点性能的影节点（如图<）部位的梁下附加梁腋，梁腋由工字钢响，建模时未考虑单剪板与螺栓的滑移，也未对焊缝和)型钢切割而成，其腹板和翼缘通过角焊缝和全进行模拟。参照文献［J］，钢材被简化为理想弹塑性材熔透对接焊缝分别与梁、柱翼缘焊接。目前国内外所料，屈服强度和弹性模量分别为=LB$NN=和=1B=M研究的加腋节点形式主要为斜腋（三角形腋）和直腋（矩形腋）两种，如图=所示。在国外进行的梁;柱节点静力和动力试验中，加腋节点、

6、特别是斜腋节点均表现出较好的塑性转动能力。美国>#/?05@3-8@3A28［<，=］，的试验结果显示静力试件的塑性转角均超过B1B=C2D6；$*>+E*>/［F，G］表明，在研究计划的试验有刚性面板参与工作的情况下，节点表

7、有限元分析结果图3为各节点的梁端加载点的荷载4位移曲线图。图中曲线表明加腋节点的承载力较普通节点有了明显大幅度的提高。当各节点梁端位移均达到3"%%，即节点塑性转角发展到约"."!5012时，节点梁端荷载分别为：普通节点（678&）!9&.!:;$，斜腋（<68!）、直腋（<68&）节点则分别为!53.==，!==.:5;$；而当节点塑性转角发展到"."&/012，也即梁端位移达到/"%%时，斜腋节点（<68!）的梁端荷柱翼缘面的距离，节点678&为#9.99%%，节点<68载为!5#.&5;$，而普通节点（678&）仅!9

8、&.&9;$。上!和<68&分别为&=9.99，#93.""%%；而图##中，当述数据表明，加腋对节点承载力的提高所起的作用节点塑性转角发展到"."&/012时，节点678!和是显著的。<68!的梁翼缘最大塑性变形发生位置与柱翼缘面图#为节点塑性转角达到"."!5和"."&/012的距离仍