【摘 要】
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在常规载荷作用下,钢结构的研究已经比较完善,但是在偶然载荷作用下钢结构抗连续倒塌性能仍有许多内容需要探讨。钢结构体系在遭受偶然荷载作用下导致结构发生失效时,节点的变形通常相当大,局部节点变形的失效往往引发大范围倒塌甚至结构整体倒塌。因此节点在大变形情况下,其抗连续倒塌的力学性能及破坏模式等课题有待进一步研究。本文基于拆除中柱法,使用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对失效柱施加准静力荷载。主要
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在常规载荷作用下,钢结构的研究已经比较完善,但是在偶然载荷作用下钢结构抗连续倒塌性能仍有许多内容需要探讨。钢结构体系在遭受偶然荷载作用下导致结构发生失效时,节点的变形通常相当大,局部节点变形的失效往往引发大范围倒塌甚至结构整体倒塌。因此节点在大变形情况下,其抗连续倒塌的力学性能及破坏模式等课题有待进一步研究。本文基于拆除中柱法,使用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对失效柱施加准静力荷载。主要包括以下内容:（1）建立钢材的有限元模型,并对其均采用三维断裂模型。通过对比有限元模拟和试验的变形,验证两者的吻合程度。通过对比有限元模拟和试验的荷载-位移曲线,验证所建模型受力性能的准确性和采用的三维断裂模型的准确性。（2）建立反向槽钢节点有限元模型,分别对各部件采用三维断裂模型,并分析所建模型的抗弯能力和转动能力。通过对比有限元模拟和试验的弯矩-转角曲线,验证所建模型的准确性,同时验证三维断裂模型在反向槽钢节点上的适用性。建立梁柱螺栓连接节点有限元模型,分析其连续性倒塌性能。通过对比有限元模拟与试验的荷载-位移曲线,验证所建模型的准确性,同时验证模拟铰支座边界条件的可靠性。（3）建立不同槽钢翼缘厚度的反向槽钢节点有限元模型,分别对各部件采用三维断裂模型,对所建模型的抗连续倒塌性能进行分析。从有限元模拟试件的变形和有限元模拟试件的受力情况来看,可以发现槽钢翼缘厚度对反向槽钢节点的破坏形态和抗连续倒塌性能影响不大。在此基础上选用翼缘和腹板相同的切割槽钢,建立不同槽钢截面高度和不同槽钢板厚的反向槽钢节点有限元模型,分别对各部件采用三维断裂模型。由有限元模拟试件的变形,分析槽钢截面高度和槽钢板厚对反向槽钢节点变形的影响。基于有限元模拟试件的梁机制与悬链线机制的受力情况,分析槽钢截面高度和槽钢板厚对反向槽钢节点抗连续倒塌性能的影响。（4）采用Izzuddin能量法得到不同槽钢截面高度下反向槽钢节点的动力响应,进而计算出动力放大系数。研究不同槽钢截面高度对动力放大系数的影响,并给出建议值。本文建议不同槽钢截面高度下反向槽钢节点的DIFP取值为1.5,DIFu取值为2.1。
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