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冷弯薄壁型钢梁柱斜节点的抗震性能研究

高鹏  
【摘要】: 本文通过试验研究结合有限元模拟的方法,对冷弯C型钢梁柱斜节点的抗震性能进行研究分析。梁、柱均采用双肢C型钢腹板相连;节点连接处以热轧钢板内插作为节点板;通过高强螺栓将节点板和两块C型冷弯型钢紧紧的连接在一起。根据屋面坡度设置了梁柱节点处夹角为100°,从而构成C型冷弯型钢梁柱斜节点的构造形式。 论文对6个试件进行了在反复荷载作用下的试验,研究了各试件节点板域的应变分布以及节点板厚度、螺栓间距对节点受力性能的影响,得到了节点在反复荷载作用下的M ?Φ和P ?Δ滞回曲线,对节点的破坏机理、承载力退化、刚度退化、延性及耗能性能进行了相应的探索性分析。试验结果表明:此类节点的承载能力随节点板厚度和螺栓间距的加大呈递增趋势,承载力退化稳定;节点初始刚度大,刚度退化比较明显;与轻钢结构端板连接节点、冷弯型钢双腹板上下角钢连接节点及钢管混凝土梁柱节点相比,延性基本持平,且耗能性能好。 利用ABAQUS软件模拟了这种节点的受力性能。考虑节点板厚度、螺栓间距的变化,对6个试件进行了有限元模拟计算。采用Shell单元(S4R)模拟冷弯薄壁型钢的受力,耦合约束模拟螺栓的连接。该法建模容易,运算时间较短,通过和试验数据对比,有限元模拟计算结果与试验结果吻合良好。 本文研究成果可为此类节点在冷弯薄壁型钢结构体系的实际工程应用提供参考。


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