【摘 要】
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为满足建筑工业化对装配式结构和震后可快速恢复功能结构的迫切需求,提出带低屈服点钢T型连接组件的震后功能可恢复结构体系。该结构体系的连接组件采用低屈服点钢材(LYP)代替传统钢材,并利用方便安装和拆卸的高强度螺栓进行各组件与主体结构的连接,可同时发挥震后可更换、预制装配、“结构保险丝”三种功能。利用ABAQUS有限元分析软件,建立相应数值模型,研究了四种不同削弱形式带低屈服点钢T型连接组件的结构保险
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为满足建筑工业化对装配式结构和震后可快速恢复功能结构的迫切需求,提出带低屈服点钢T型连接组件的震后功能可恢复结构体系。该结构体系的连接组件采用低屈服点钢材(LYP)代替传统钢材,并利用方便安装和拆卸的高强度螺栓进行各组件与主体结构的连接,可同时发挥震后可更换、预制装配、“结构保险丝”三种功能。利用ABAQUS有限元分析软件,建立相应数值模型,研究了四种不同削弱形式带低屈服点钢T型连接组件的结构保险丝工作机理,优选出带低屈服点钢薄板型T型连接组件的震后功能可恢复节点,完成了配置此节点的三层钢框架整体结构的静力及动力分析,并检验低屈服点钢T型连接组件在实际框架中是否能够发挥结构保险丝作用;完成了带低屈服点钢T型连接组件的震后功能可恢复节点循环加载参数化分析,研讨了各个参数对节点抗震能力的影响,确保低屈服点钢T型连接组件能够充分发挥结构保险丝作用。基于参数化分析结果,提出了带低屈服点钢T型连接组件的震后功能可恢复节点的设计方法,为此类节点的工程应用提供参考依据。主要工作如下:(1)建立了精细的带低屈服点钢T型连接组件的震后功能可恢复节点有限元模型,根据国内外试验数据验证建模方法的准确性和适用性。设计了两种失效类型、四种不同削弱形式有限元模型,并研究其抗剪性能、承载性能、滞回性能、耗能性能、损伤分布以及破坏形态,探讨了带低屈服点钢T型连接组件的“结构保险丝”作用机理及优选削弱形式。(2)将筛选出的带低屈服点钢薄板型T型连接组件的震后功能可恢复节点放入三层一榀整体框架结构中,建立了全螺栓有限元模型。同时,建立了具有相同承载力系数的普通钢材狗骨型焊接节点以及带低屈服点钢盖板连接组件的梁端部扩翼型节点的有限元模型,并进行静力推覆分析及动力时程分析,对比验证了带低屈服点钢T型连接组件在整体结构中的“结构保险丝”作用。(3)筛选三个关键影响因子(腹板厚度、耗能段长度、梁高),进行循环加载参数化分析,获得各影响因子对承载性能、滞回性能、耗能能力的影响,得到了基于关键组件耗能比例与承载力系数设计值的关系曲线,最终提出了基于耗能行为的临界承载力系数设计值。(4)为确保带低屈服点钢T型连接组件充分发挥结构保险丝作用,提出了带低屈服点钢T型连接组件的震后功能可恢复节点的设计方法,并给出实际工程算例。
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