工字梁端局部波纹腹板削弱型节点抗震性能分析

来源 :西南石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tq19822002
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在地震过程中,如何保持传统钢框架结构的稳定性是学者们一直以来致力研究的方向。其中钢梁梁端削弱型节点是实现塑性铰转移的一种很好的方法,而梁端削弱型节点主要包括翼缘削弱型节点和腹板削弱型节点。这两种节点都能使塑性铰形成于削弱的部位而远离梁柱节点。但同时也降低了梁的受压、受剪能力,使其平面外刚度减少,抗弯能力减弱。波纹腹板型钢有良好的平面外刚度、抗屈曲性能和剪切屈曲强度。文章对带有波纹腹板的梁端削弱型节点进行了研究,即在梁端局部位置用波纹腹板代替梁平面腹板。基于ABAQUS构建了与实验模型相对应的AW-RBS节点模型,对工字梁端局部波纹腹板削弱型节点的抗震性能进行分析,对已有的该节点的实验结果和有限元结果进行比较详尽的对比研究,并且对有限元软件分析模拟工字梁端局部波纹腹板削弱型节点的适用性进行了评估,可为节点的有限元数值分析技术提供参考。本文选取了 TX-RBS和ZX-RBS两种节点,并与AW-RBS节点一起进行了抗震性能对比分析,研究结果表明ZX-RBS节点抗震性能最强,AW-RBS节点抗震性能最弱。三种节点的数据对比:节点ZX-RBS初始刚度较TX-RBS节点和AW-RBS节点分别高出2.16%和4.12%。节点ZX-RBS屈服荷载较TX-RBS节点和AW-RBS节点分别高出4.38%和5.47%。ZX-RBS节点的极限荷载较TX-RBS节点和AW-RBS节点分别高出5.12%和6.09%。选取抗震性能较好的ZX-RBS、TX-RBS节点进行参数拓展分析,着重分析波纹腹板长度a、波纹腹板到梁柱节点距离c、腹板厚度wt和梁截面高度hw等参数,建立4个对应系列模型;通过比对节点的破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、刚度退化曲线和耗能能力6个指标,对节点的抗震性能做出合理的评价。结果表明:(1)对于ZX-RBS节点:a、c、hw、wt对ZX-RBS节点的抗震性能均有影响,a、c对节点的抗震性能影响较小,而wt、hw对节点的抗震性能产生较大影响。其中,a对ZX-RBS节点抗震性能影响不大,a值为80mm~120mm,均能满足抗震要求,随a的增加,抗震性能有所提高,但提升幅度不大;c对ZX-RBS节点抗震性能影响不大,c值为50mm~150mm,均能满足抗震要求,c值增大,节点抗震性能随之提高,但提升幅度较小;hw对ZX-RBS节点抗震性能影响较大,hw值为250mm~350mm,均能满足抗震要求,节点抗震性能随hw值增大而增加,且增幅较大;wt对ZX-RBS节点抗震性能影响较大,wt值为6mm~10mm,均能满足抗震要求,抗震性能随wt值增大而增加,且增幅较大。(2)对于TX-RBS节点:a、c、hw.、wt对TX-RBS节点的抗震性能均有影响,c对TX-RBS节点的抗震性能影响较小,a、wt对TX-RBS节点的抗震性能影响一般,而hw对TX-RBS节点的抗震性能影响较大。其中,c对TX-RBS节点抗震性能影响不大,c值为50mm~150mm时,均能满足抗震要求,增大c值,抗震性能几乎没有增加;a对TX-RBS节点抗震性能影响一般,a值为80mm~120mm时,均满足抗震要求,抗震性能随a值增加而减小;hw对TX-RBS节点抗震性能影响较大,hw处于250mm~350mm之间,均能满足抗震要求,随着hw的增大,抗震性能逐渐增加,且增加的幅度比较大;wt对TX-RBS节点抗震性能影响一般,wt处于6mm~10mm之间,均满足抗震要求,抗震性能随着wt的增大而增加,但增加的幅度不大。
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