屈曲约束支撑与混凝土框架梁连接节点的有限元分析

作     者：詹东杰 

作者单位：沈阳建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李帼昌

授予年度：2014年

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] 

主      题：混凝土框架 节点 屈曲约束支撑 抗震性能 有限元分析 

摘      要：屈曲约束支撑作为一种新型的耗能减震构件发展迅猛,因其具有稳定的耗能性能和显著的减震效果的特点,目前已在美国和日本等地实际工程中使用。屈曲约束支撑在受压状态下发生屈服而非屈曲,利用这一优点保证了支撑本身的极限承载力和耗能能力。然而,这种支撑体系目前在钢结构中应用较为广泛,对于在钢筋混凝土结构中使用屈曲约束支撑的理论和研究还相对较少,而且屈曲约束支撑混凝土节点性能的优劣的直接影响着带屈曲约束支撑框架的整体工作性能,因此本文的研究对于屈曲约束支撑在混凝土框架结构中的应用是很有必要的,对其理论的研究和实际的应用都有一定的推动作用。本文选取屈曲约束支撑混凝土框架底层中跨的屈曲约束支撑与混凝土框架梁人字形的连接节点为研究对象,提出了三种新型的屈曲约束支撑混凝土框架梁节点,分别是典型梁节点,轴心角钢梁节点,轴心T型钢梁节点。本文利用通用有限元分析软件Abaqus,在合理确定各材料本构关系及破坏准则的前提下,共建立了12个新型混凝土梁节点的有限元模型进行有限元分析。分别进行单调加载和往复加载,对节点的荷载位移曲线、滞回曲线、骨架曲线、节点延性、刚度退化进行分析,研究节点的极限承载力,耗能能力,节点的破坏方式和受力机理。通过对比较分析不同构造的有限元模型的,得出节点单调和滞回性能在节点形式、上锚板宽度、节点板厚度、核心区外侧配箍率等构造变化下的影响,如不同构造对此类梁节点承载力及延性的影响规律。从有限元分析结果可以得出,在单调荷载作用下,节点能够将BRB轴力有效的传递到砼梁,各个节点的的承载力均超过设计承载力,强度和延性均能满足设计要求,具有较好性能;在往复荷载作用下,滞回曲线在加载和卸载过程中基本对称,形状较饱满,刚度退化较平缓,在往复荷载下表现出良好的受力性能,具有一定的吸收和耗散地震能量的能力,能够有效的传递屈曲约束支撑的轴力。在对有限元分析结果整理和对比的基础上,分析了各种不同构造下,荷载位移曲线、滞回曲线、骨架曲线、节点延性、刚度退化的变化规律,为节点设计提供了一定设计构造建议,较为深入地分析了此种新型节点的抗震性能。