波折腹板钢梁柱弱轴方向半刚性连接节点性能研究

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在高层、大跨结构中,钢结构具有突出的优越性。随着梁高厚比的增大,腹板平面外刚度较小,易发生局部屈曲,波折腹板具有较大的平面外刚度,波折腹板梁抗剪屈曲承载力较大,有较好的经济效益及应用前景。关于波折腹板钢梁柱半刚性连接节点的研究主要集中于强轴方向,弱轴方向的研究并不多见。弱轴方向的连接是整个钢框架节点的重要组成部分,其性能影响结构的整体性能,在进行空间框架的高等分析时,必须考虑弱轴方向的受力性能,因此有必要对弱轴方向的连接性能进行研究。本文选用波折腹板钢梁柱弱轴方向外伸端板半刚性连接,首先运用ANSYS软件分别对边柱及中柱节点在单向加载下进行数值模拟,得到节点的弯矩-转角曲线,分析节点的受力特性。通过调整波折腹板高度、波折腹板厚度、端板厚度、抗滑移系数及螺栓直径等参数,分析其对节点弯矩-转角曲线的影响。研究边柱及中柱节点在循环荷载下的滞回性能,得到滞回曲线,分析波折腹板高度、波折腹板厚度、端板厚度、抗滑移系数及螺栓直径等参数对边柱节点滞回性能的影响。通过分析得出:加载初期,边柱及中柱节点BASE试件弯矩-转角基本呈线性关系,当弯矩增大到一定程度时,弯矩-转角关系开始呈非线性变化,随着弯矩的继续增大,连接的刚度明显降低,其后节点达到极限状态,连接宣告破坏。边柱及中柱节点BASE模型的滞回环稳定饱满,呈梭形且耗能系数都大于2,抗震性能较好且中柱节点BASE模型耗能能力更好。随着波折腹板高度、波折腹板厚度、端板厚度的增加,边柱连接节点的极限弯矩逐渐增大,但耗能系数逐渐减小;随着螺栓直径的增加,边柱连接节点的极限弯矩随之增加,但耗能系数先增大后减小;抗滑移系数对边柱节点的极限弯矩及耗能能力影响较小。
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