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t型钢自复位节点钢框架抗震性能研究

T型钢自复位节点钢框架抗震性能研究

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作者：韩枫河北建筑工程学院

学位级别：硕士

钢结构作为绿色建筑中具有代表性的一种建筑形式,被广泛应用。钢结构最为重要的是其梁柱节点的设计,梁柱节点可通过刚度较大的焊接连接、刚度较小的螺栓连接以及介于二者之间的半刚性连接。本文主要根据现有文献,将通过螺栓连接的半刚... 详细信息

钢结构作为绿色建筑中具有代表性的一种建筑形式,被广泛应用。钢结构最为重要的是其梁柱节点的设计,梁柱节点可通过刚度较大的焊接连接、刚度较小的螺栓连接以及介于二者之间的半刚性连接。本文主要根据现有文献,将通过螺栓连接的半刚性节点进行改进,同时也是对目前现有的自复位节点的一种改进,现有自复位节点大多数是采用角钢耗能,本文将预应力筋应用于t型钢半刚性节点中,即将现有的角钢耗能自复位节点中的角钢替换为耗能性能更好的t型钢。使节点具有自复位能力的同时,具有更强的耗能性能,保证节点的延性。首先设计一标准节点,根据此标准节点改变节点参数,设置13个节点变参数模型,变参数分为四个系列分别为:CM(connect mode)系列试件、BP(bolt parameters)系列试件、tS(t steel)系列试件、PR(prestressed reinforcement)系列试件。对13个不同参数模型分别进行数值模拟,对比模拟结果,探求不同参数对于t型钢自复位节点性能的影响。结果表明:不带有预应力筋的半刚性节点不具有自复位性能,自复位节点能够满足震后梁柱不发生塑性变形,且震后修复比传统焊接框架更为容易。螺栓等级与(一定范围内的)预应力筋的长短对自复位节点的影响较小;而螺栓个数、t型钢和预应力筋的相关参数会对自复位节点的性能带来较大影响。最后运用有限元软件中的连接单元法,建立自复位钢框架,并将节点性能代入框架中,对比自复位钢框架与焊接钢框架在不同地震波作用下的反应,并对自复位节点的不同布置进行研究。研究结果表明:自复位钢框架震后具有更小的层间残余位移,且震后梁柱均处于弹性状态,能够达到自复位钢框架的设计理念。通过对自复位钢框架中自复位节点的位置布置研究,得出结论:将自复位节点只在边柱布置的钢框架自复位性能要优于只在中柱布置的钢框架。且各自复位节点均能满足“大震可修、易修”的设计初衷。

关键词： t型钢自复位节点 t型钢预应力筋自复位钢框架有限元模拟

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