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钢框架半刚性梁柱连接节点受力性能研究 布欣1 1.洛阳理工学院 摘要:为研究空间剖分 T 型钢半刚性梁柱连接节点的受力性能，以钢框架中柱节点为研究对 象，介绍空间节点的试验原理及试验的实现方法，建立空间节点的试验模型进行拟静力试 验研究，采用 ABAQUS 通用有限元软件建立空间节点的有限元模型并进行计算，对比试验 结果与有限元计算结果，深入分析该节点的受力性能，通过对比分析试验结果与有限计算 结果得出这种节点的受力性能。 关键词:钢框架；半刚性连接；空间半刚性节点；拟静力试验；有限元分析 1. 简介 自1994 年美国Northridge 地震和 1995 年日本Kobe 地震后，钢框架半刚性梁柱连接节 [1-13] 点的抗震性能一直是国内外研究的热点 。目前针对实际钢框架结构工程的梁柱连接问 题，国内外专家对相关典型的半刚性平面梁柱连接节点的承载力、刚度、变形能力、滞回 特征等开展了一系列试验研究。目前的半刚性梁柱连接节点试验研究主要集中于平面节 点，其特点主要包括：⑴现有的试验研究对象是框架结构中的平面边柱节点；⑵试验加载 [6-9] 方式采用梁端加载 ；⑶很少考虑框架柱承受的轴向压力对节点受力的影响。然而在实际 框架结构中，根据节点所在的空间位置可以将节点分为中柱节点、边柱节点、角柱节点， 在地震作用下，三种节点均具有空间受力的特点。空间框架节点承受着多个方向梁柱传来 的弯矩、扭矩、剪力和轴力，在这些内力的共同作用下节点的受力性能与破坏机理将表现 [14-17] 的十分复杂 。 研究空间节点在空间双向受力下的抗震性能，对钢框架结构体系的抗震设计指导具有 重要的意义。 2. 试件设计 在现有的半刚性梁柱连接节点中，剖分 T 型钢连接是比较典型的具有较大转动刚度和 承载力的梁柱连接形式之一。本文主要对以剖分 T 型钢为连接形式空间节点进行拟静力试 验。试件中的柱采用 WH300×300×10×15 热轧 H 型钢，长度为 3000mm ，梁采用 NH350×175×7×11 热轧 H 型钢，梁的强轴长度为 1800mm，梁的弱轴长度为 1900mm，梁 柱连接件采用T270×200×8×12 。空间节点采用剖分T 型钢与高强螺栓将梁与柱进行连接( 图 1)，所有节点试件中的螺栓采用摩擦型高强螺栓，螺栓为 10.9 级 M22[14]~[15] 。梁与柱连接 按照钢结构施工及验收规程 （GB50205-2001 ）施工安装。 2016 SIMULIA 中国区用户大会 1 柱 东 （E） 北 （N） 强轴梁 西 （W） T型钢连接 南 （W） 件 弱轴梁 图1. 空间节点示意图. 图2. 试件材料材性试验. 所有梁、柱、剖分T 型钢的材料均为同批次的Q235B 钢，按照GB/T288.1—2010 《金 属材料室温拉伸试验方法》制成拉伸试件，进行材料的单轴应力应变全曲线拉伸试验，该 结果为试验测定屈服位移和有限元计算的本构关系提供依据，材料力学性能测试结果见表 1，材性试验如图2 所示，获得的应力-应变曲线如图3 所示。 表1. 节点试件钢材力学性能. 检测项目 钢材类别