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冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点非线性有限元分析

韩军科  
【摘要】: 建筑结构用冷弯矩形钢管是采用冷轧或热轧钢带,经连续辊式冷弯及高频直缝焊接生产形成的矩形钢管。冷弯矩形钢管是我国近年来发展的一种结构用钢,在建筑、桥梁等领域有着十分广泛的应用前景。在传统钢结构中,建筑用结构柱一般为四块钢板焊接的箱形柱,加工工作量大,内置横隔板施工困难,不利于工厂化批量生产。冷弯矩形钢管虽然可以实现大批量工厂化生产,但冷弯矩形钢管在冷成型过程提高了材料的屈服点和抗拉强度同时降低了延性,因而冷弯矩形钢管作为柱材在建筑结构抗震中的应用有待进一步研究。 本文在对国内外冷弯矩形钢管与焊接箱形钢管节点型式研究的基础上总结出四类八种适合于冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接的节点型式,并提出一种新型节点连接型式,分别给出了相关的设计规定和使用条件。利用大型通用有限元分析软件,对冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点与焊接箱形钢管柱与H型钢梁连接节点的抗震性能进行对比分析,探讨出冷弯矩形钢管的特性对节点抗震性能的影响。 为验证冷弯矩形钢管整体结构在抗震工程中的有效性,本文在对冷弯矩形钢管柱与H型钢梁连接节点的基础上,对冷弯矩形钢管框架(一榀两层两跨)与焊接箱形框架(一榀两层两跨)进行低周反复荷载作用模拟分析。非线性有限元分析表明冷弯矩形钢管柱有很好的抗震性能。


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