盖板加强-狗骨型节点抗震性能有限元分析.pdf免费

张艳霞，等：盖板加强一狗骨型节点抗震性能有限元分析 盖板加强一狗骨型节点抗震性能有限元分析 张艳霞王路遥刘金瑶 (北京建筑工程学院土木与交通工程学院北京 100044) 摘要：传统的钢框架连接节点为梁翼缘与柱工地焊接，梁腹板与柱通过高强螺栓连接，或者悬臂梁段与 柱工厂全焊连接，与框架梁螺栓连接。然而在1994年美国的北岭地震和1995年日本的阪神地震中，大量 的传统节点发生了脆性破坏，并没有达到设计预期的耗能能力．本文针对《多高层民用建筑钢结构节点构 造详图》(01SG519)标准图集中推荐的盖板加强一狗骨型节点进行了非弹性二阶有限元分析，通过两组不同 参数的变化对比分析，提出了节点参数的建议值． 关键词：盖板加强一狗骨型节点，ABAQUS有限元分析，延性系数，滞回曲线，等效黏滞阻尼系数 1 引言 在1994的美国北岭地震(Northridge 幢钢结构建筑在梁柱节点部位发生了断裂u。51，并没有达到预期设计的颦性变形能力和耗能能力。北 岭地震和阪神地震之后，国外学者进行了大量的研究。为了改善钢框架梁柱节点的抗震性能，大部分 对传统型节点的改进都是通过改变塑性铰位置来改善节点的抗震性能。其改进方法主要分为加强型 节点和削弱型节点m。。 针对我国国情，我国的工程师们同样对传统刚接节点进行了改进，并对改进型节点进行了实验 研究及理论分析¨吲。《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》(01SG519)标准图集中推荐了两种 梁端加强和削弱相结合的改进型节点，目前针对这两种推荐的节点尚无有限元分析。基于这一原因， 本文针对其中的盖板加强一狗骨型节点进行了非弹性二阶有限元分析，通过两组不同的参数变化对比 分析，提出影响抗震能力参数的建议值。 2探讨梁端加强和削弱相结合节点的优势 第一，削弱式节点固然是目前公认的一种较好的抗震作法。它的最大优点是：塑性区长，有较好 的转动能力。比较容易满足国际上公认的转角不小于0．03弧度的要求。可以真正作到延性设计。 但是，如采用单纯的犬骨式节点，梁端截面不加强，为了满足梁端的连接承载力不应小于梁载面承 载力设计值1．2倍的要求。则梁端的应力强度比最大只能控制到0．83。梁截面的强度不能得到充 分发挥。如果采用梁端加强式与犬骨式相结合的作法，不但梁截面的强度可以得到充分发挥，而且 还可使梁翼缘上的削弱深度c减小。 第二，如单纯采用梁端局部增强式连接，虽然很容易做到梁端的连接承载力不小于梁截面承载力 设计值的1．2倍。但由于塑性铰的外移，地震时，将会使框架柱的计算弯矩比不加强时要大许多。 为了不违背强柱弱梁的基本原则，不得不因此而加大柱的截面。当采用犬骨式与梁端局部增强式相 结合的作法后，不但不需加大柱的截面，而且还可使增强式连接中的盖板厚度减小。梁端焊缝质量 较容易得到保证。 3有限元模型设计 3．1模型细部尺寸 Steel 167 Construction．Supplement，2009 5× ×200×11×17，柱在与粱连接的相应位置上设置加劲扳，外边缘与柱平齐。尺寸为358×193 7e上盖板为楔彤·下盖板为矩形，厚度均为6m。粱削弱深度为23 5衄，t为预期塑性铰出现位 置偏离粱端的距离，k可以说明挚性铰区域的宽度tc为削弱深度，^为盖板厚度 囤1模型样式殛平面R寸 ■一 为了考察不同参数对节点性能的影响，分析时将各参数进行调罄，从而对比分析结果。选择七 种节点进行分析，具体尺寸如表l所示 分组 试件编号 ‘ 厶 丘 h l 225 200 425 2 225 22