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多支管T型矩形管节点滞回性能的研究

李靖  
【摘要】:空心管结构凭借其简洁优美的建筑造型、独特卓越的结构性能以及灵活广泛的适用性而被应用于几乎所有土木工程领域。目前,基于研究已较为充分的钢管节点静力性能的设计方法已日趋成熟,但钢管节点抗震性能的研究却较少,相应的抗震设计方法也尚未提出,这在钢管结构广泛应用的背后埋下了隐患。为彻底改变这一现状,有必要大量开展钢管节点抗震性能的研究工作。本文对多支管T型矩形管节点的滞回性能进行了试验研究和有限元分析。具体内容如下: 进行了9个多支管T型矩形管节点的拟静力试验。试验中发现,节点在往复荷载的作用下,首先在弦管上表面焊缝外侧形成裂缝,之后裂缝不断扩展,最终撕裂导致节点失效。试验节点滞回曲线均较为饱满。分析了退火与几何参数对节点滞回性能的影响。退火后,节点延性增大,耗能值与能量耗散系数增大;随着支弦管宽度比的增大与弦管宽厚比的减小,节点的承载力、耗能值及能量耗散系数显著地增大。 采用ANSYS程序对试验进行了模拟。选择SOLID95单元,双线性随动强化本构模型,以及试验试件实测几何尺寸及材料特性建立有限元模型。模拟结果表明,本文建立的有限元模型可用于多支管T型矩形管节点开裂前的滞回性能模拟。采用有限单元法对多支管T型矩形管节点的滞回性能进行了参数分析。考察了多种参数对节点滞回性能的影响。


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