带U形阻尼器梁柱节点的力学性能研究

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传统观点认为,梁柱栓焊混合连接节点具有较好的抗震性能,因此在工程实际中有广泛的应用。然而1994年的美国北岭地震及1995年日本阪神地震中使用这种栓焊混合连接节点的钢框架均发生了不可预期的脆性破坏,这引起了广大学者的关注和研究。本文作者提出了一种适用于梁柱强轴方向连接的新型的带U形阻尼器梁柱节点,这种节点在梁的下翼缘及腹板处通过U形阻尼器连接,是种半刚性节点,具有较大的变形能力及良好的耗能性能,且在荷载作用下节点的破坏主要集中在阻尼器上,修复节点时只需更换阻尼器便可达到修复节点的目的。本文首先对U形阻尼的力学性能进行了理论分析,推导了阻尼器在拉压荷载下的弹性初始刚度计算公式及极限荷载计算公式,并通过有限元软件建立了四组U形阻尼器模型并进行单调加载分析,通过和有限元分析结果的对比,验证了理论公式的可行性。其次本文基于有限元分析软件Abaqus对带U形阻尼器梁柱节点的抗震性能进行了研究,包括滞回性能、刚度、承载力、刚度退化及破坏模式等。同时,本文还讨论了U形阻尼器U形截面段厚度、高度、半径以及平板段厚度等方面对节点抗震性能的影响进行了对比分析,研究结果表明:(1)在荷载作用下,U形阻尼器首先发生屈服并破坏,而梁柱保持完好,在地震作用后只需更换U形阻尼器便可达到修复节点的目的;(2)该形式节点具有较大的变形能力和承载力,并有良好的滞回性能;(3)U形阻尼器的截面规格对节点的性能有较大的影响。
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