钢框架梁柱四角钢连接在循环荷载作用下的破坏机理及抗震设计对策

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传统观点认为，梁柱焊接刚性连接具有较好的抗震性能，因此在工程中得到了广泛地应用，但1994年的Northridge地震和1995年的阪神地震改变了这种观点，这两次地震也引起了工程技术人员对半刚性连接的再审视。采用顶底角钢、腹扳双角钢的四角钢连接是一种具有一定柔性的连接形式，当框架结构采用这种节点时，可以增加结构的阻尼，延长结构自振周期，从而降低震害，半刚性连接的钢框架一剪力墙结构体系是抗震结构的理想选择之一。由于四角钢连接的研究资料相对较少，人们对其受力性能和破坏机理的认识还远远不足，为了避免和减小地震灾害，分析梁柱四角钢连接在循环荷载作用下的破坏机理并提出抗震设计对策和建议，具有重要的理论和工程意义。
　　对于四角钢的理论分析，目前国内外的研究主要局限在单向加载有限元分析。
　　本文首次采用三维非线性(包括材料、几何与状态非线性)有限元对四角钢连接进行了循环加载分析，角钢与梁柱翼缘及梁腹板间、螺栓头(帽)与相邻板件间，螺栓杆与孔壁间都设了反映边界状态的接触单元。在将有限元计算结果与试验结果对比验证后，本文系统地分析了1 5个系列共50多个有限元试件。主要研究了柱的轴压比，连接抗滑移系数，螺栓预拉力，梁端剪力，梁柱截面尺寸，螺栓的级别、大小、数量和排列方式、角钢尺寸，材性等对连接滞回性能的影响。最后依据试验和理论分析结果提出了钢框架梁柱四角钢连接的抗震设计对簧和建议，弥补了国内的研究空白。
　　本文系统、全面地分析了四角钢连接在循环荷载作用下的破坏机理，为修订国家相关规范、指导工程设计提供了依据，也为进一步研究采用四角钢连接的整体框架结构在地震作用下的反应奠定了基础。

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作者
柳长江;
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作者单位

西安建筑科技大学;

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授予单位西安建筑科技大学;
学科结构工程
授予学位博士
导师姓名顾强;
年度 2008
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类结构荷载与结构承载力;
关键词
钢框架结构; 梁柱四角钢; 连接节点; 半刚性连接; 循环荷载; 破坏机理; 抗震设计;

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