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《武汉理工大学》 2003年
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梁柱外伸端板、T型连接节点的试验研究

段祺成  
【摘要】: 随着我国经济的迅速发展和钢产量的迅猛提高,国家禁用粘土砖和限制使用空心粘土砖的政策的推出,建设部号召在全国范围内推广使用钢结构住宅体系。但我国的钢结构住宅尚处于探索起步阶段,这种体系在防火、梁柱节点做法、楼板形式、配套墙体材料、经济性及市场可接受程度上尚有许多不完善之处。在钢框架结构中,传统的设计和分析都是将框架节点处理成理想的刚接或铰接。前者假定当框架受载变形后,两相邻梁柱间的夹角保持不变;后者假定节点不能传递弯矩,但能够自由转动。采用这两种理想的节点模型尽管能够使计算得到简化,却不能真实地反映实际结构的受力性能。特别是随着高强螺栓在钢框架连接节点中的普遍使用,节点的性能介于刚接与铰接之间,属于半刚性连接。钢框架梁柱连接试验研究将给钢结构住宅体系提供选择梁柱连接形式的理论依据和供实际工程参考,因此具有重要的理论价值和实际意义。 本文简要地介绍了外伸端板、T型连接的研究现状、梁柱连接节点的研究方法、各国规范梁柱外伸端板及T型连接的设计计算内容和方法和梁柱连接的类型和半刚性连接的特性。半刚性连接的M-θ_r关系曲线在全部实际加载范围内呈非线性,本文对其原因进行了简要地分析。对梁柱半刚性连接的M-θ_r特征曲线及其拟合方法、半刚性连接的恢复力模型进行了较为详尽地讨论。 本文在试验研究的基础上,讨论了外伸端板和T型件连接两种半刚性连接节点本身的性能和半刚性连接对框架性能的影响。在讨论半刚性连接节点本身的性能时,本文先假定了其M-θ_r数学模型,通过力学分析,提出了用已知节点尺寸计算M-θ_r关系曲线的公式;然后讨论了这两种连接节点的破坏形式、影响节点初始转动刚度的因素、滞回特性(包括延性系数、耗能指标以及荷载循环过程中强度、刚度的退化三个方面)、关键部位的应力等;最后给出了两种连接节点的设计计算建议。在讨论半刚性连接节点对框架结构性能的影响中,建立了部分约束梁单元的单元刚度矩阵,探讨了半刚性连接节点对框架内力和位移的影响及对框架塑性极限荷载的影响等。
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