装配式斜支撑加强型钢管柱与工字钢梁连接节点滞回性能仿真分析

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目前国家正在大力推广装配式建筑,把装配式建筑作为实现建筑工业化的重要途径。由长沙远大集团开发的装配式斜支撑钢框架结构可以实现快速装配,是一种工业化建造房屋的形式之一,但由于其主板(桁架梁与楼面板的组合)是分块与斜撑柱组装在一起的,因此楼板在其平面内无限刚的计算假定就不能完全满足,因此本文提出将桁架梁改成普通工字钢梁,梁上采用叠合板现浇混凝土板,以符合楼板在其平面内无限刚的计算假定,而且还可以减少结构高度,适用范围更广。为了探讨装配式斜支撑柱与工字钢梁连接节点的抗震性能,本文采用了非线性有限元程序ABAQUS 建立了装配式斜支撑梁柱连接节点模型,在考虑材料非线性和几何非线性等因素的基础上,对其进行了在低周往复荷载作用下的节点滞回性能分析研究。通过同类试验数据验证有限元模型的合理性,在此基础上,分析了参数变化对装配式斜支撑梁柱连接节点滞回性能的影响,得到了梁柱线刚度比、斜支撑与梁之间夹角的大小变化对节点滞回性能的影响规律。  研究结果表明:  (1)新型装配式斜支撑梁柱连接节点有良好的延性性能和耗能能力,抵抗水平荷载的能力强,结构的塑性变形均出现在工字钢梁和斜支撑上,满足 “强柱弱梁”的设计要求;斜支撑作为支撑构件在抵抗荷载和变形方面起着关键作用;  (2)斜支撑与钢框架梁之间的夹角大小是影响梁柱连接节点初始转动刚度的重要因素,随着斜支撑与钢框架梁之间夹角的增大,梁柱节点的初始转动刚度随之减小,结构的承载力最大值也随之减小;  (3)斜支撑与钢框架梁之间夹角为45?和60?时,试件在低周往复荷载作用时的滞回曲线均饱满稳定,滞回环没有出现明显的捏缩,节点刚度和承载力没有出现突变,结构具有较好的的耗能能力和延性性能,且“塑性铰”出现在节点域外的钢框架梁上,满足“强节点,弱构件”的设计要求;  (4)梁柱线刚度比是影响梁柱连接节点初始刚度的重要因素,随着梁柱线刚度比的增大,梁柱节点的初始转动刚度随之增大,结构的承载力最大值也随之增大,但梁柱线刚度比不宜过大,一般宜控制在0.6以下,否则容易导致斜支撑先于钢框架梁产生屈服。
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