单边螺栓连接中心支撑钢框架抗震性能分析

作     者：蔺新艳 杨新宇 王新武 孙海粟 刘欢欢 JANG Il Young LIN Xinyan;YANG Xinyu;WANG Xinwu;XUN Haisu;LIU Huanhuan;JANG Il Young

作者机构：河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 洛阳理工学院河南省新型土木工程结构国际联合实验室河南洛阳471023 武汉理工大学理学院湖北武汉430070 金乌国立工科大学土木工程学院韩国龟尾39177 

出 版 物：《河南理工大学学报（自然科学版）》 (Journal of Henan Polytechnic University（Natural Science）)

年 卷 期：2024年第43卷第2期

页      面：166-176页

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51278238,51678284) 中原科技创新领军人才项目(214200510002) 河南省高校科技创新团队项目(21IRTSTHN010) 河南省科技攻关项目(212102310969) 

主　　题：中心支撑 单边螺栓 T型钢 半刚性连接 抗震性能 

摘      要：目的为研究支撑-半刚接钢框架结构体系的抗震性能,方法设计了一榀由嵌套式单边螺栓与T型钢构成的半刚性梁柱节点的中心支撑钢框架,并进行了拟静力试验与有限元数值模拟,通过观测整个试验现象,分析了其滞回、承载力、刚度退化、耗能等抗震指标。结果结果表明:试件破坏过程明显经历了弹性段、塑性段、破坏段三个阶段,试件破坏模式主要为支撑受压失稳破坏,塑性变形主要累积在支撑体系上,整体呈现延性破坏特征;支撑断裂后,梁柱及T型钢节点无明显塑性变形,钢框架仍具有较高的安全储备,符合“强节点、弱构件设计原则,表明了结构具有两道抗震防线;结论支撑与半刚接钢框架协同工作使得试件具有较高的抗侧刚度抵抗水平变形,且承载力较高、滞回性能稳定、耗能能力优良;单边螺栓在试验过程中的受力性能较普通高强螺栓并无较大差别,未出现严重的预紧力松弛现象,并能高效的保持螺栓预紧力。通过有限元数值模拟分析可知,减小支撑长细比,虽能有效提高结构的抗震性能,但长细比较小会导致支撑刚度增大,加速其余构件的损坏。故应以考虑结构的延性为前提,降低支撑的长细比,才能有效提高结构的抗震性能。