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T型铸钢件连接的钢框架梁柱节点性能研究

邵志丹  
【摘要】:在钢结构的设计中,梁柱节点起着传递梁柱之间弯矩和剪力的作用,其性能优劣直接影响到结构的整体反应,是钢结构设计中的关键。为适应当今钢结构建筑的发展,国内外工程界对钢结构梁柱节点开展了越来越广泛和深入的研究。 T型铸钢件连接的钢框架梁柱节点是一种新型的半刚性节点,利用高强螺栓通过铸钢件将梁和柱的翼缘连接到一起。本文所研究的T型铸钢件连接节点相比普通的T型钢连接避免了因焊缝引起的应力集中,具有更好的滞回性能和抗震性能,外形美观,整体性强,采用工厂整体浇注可保证铸钢件的空间角度和尺寸精度,因此具有良好的适用性。 本文参考相关标准规范选取了标准件,以标准件为参考和对比,利用ANSYS有限元软件计算分析了节点几何参数的变化对铸钢件连接节点性能的影响规律。 首先利用ANSYS软件建立T型铸钢件连接的梁柱节点模型,并研究了其在静力荷载作用下的性能和不同参数下节点的破坏模式,根据ANSYS计算所得到的弯矩—转角关系曲线,对比研究了各参数对节点静力性能的影响。结果表明:在所研究的节点参数中,铸钢件肋板厚度、铸钢件竖肢厚度和柱翼缘厚度对节点的静力性能影响比较明显;而铸钢件的水平肢厚度、梁翼缘厚度、梁和柱的腹板厚度对节点静力性能影响不大;在柱翼缘厚度足够大,能有效抵抗节点的变形时,柱水平加劲肋的设置对节点的静力性能影响不大,而柱翼缘厚度较薄时,柱水平加劲肋的设置对节点静力性能影响比较明显。 然后利用ANSYS计算分析了铸钢件连接节点的滞回性能,研究了各参数变化对其滞回性能的影响。结果表明:铸钢件肋板厚度、竖肢厚度和对柱加设水平加劲肋对节点的滞回性能都有明显影响,当对铸钢件设肋板、对柱加设水平加劲肋和对铸钢件肋板和竖肢取适当的厚度时,连接节点的滞回曲线稳定饱满,具有良好的抗震性能,随着循环位移次数的增加,节点的割线刚度呈下降趋势;而在铸钢件水平肢厚度和梁翼缘厚度变化时,节点的骨架曲线几乎重合,对节点滞回性能影响不大。


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