外套筒钢管柱-H型钢梁节点研究分析

在钢结构框架结构中,常用的柱子截面形式分别有如下几种:钢管混凝土柱子,箱型柱,圆管柱及H型钢柱,在实际施工中我们常用H型钢作为框架梁。竖向受力构件常常采用H型钢作为竖向受力构件,而在日本,美国等国家钢结构发展的比较成熟。框架结构钢结构住宅多柱子截面多采用箱型和圆形。其中圆形截面是运用最多的一中截面柱,同其余截面相比具有非常多的优势,圆形截面属于多轴对称,通过圆心的轴线上各方向的惯性矩均相同,两个方向的截面模量均很大,且在制作和安装上都有明显的优势,节省钢材和方便施工等优点。本文针对新型钢柱——H型钢梁节点进行有限元建模分析,对这种新式节点进行建模分析研究和分析,通过改变外套筒的几何尺寸——考察不同套筒厚度下节点的抗震性能及力学性能的不同,从而得出合理套筒尺寸。并对各因素对节点性能的作用机制和影响范围进行讨论。

新型套筒式钢节点承载力计算与分析

将现有外环板式节点进行改进,构成一种新型、高效的节点。在现有节点研究基础上,建立节点计算承载力的塑性铰线模型,推导塑性铰线的承载力计算式,得到受拉翼缘的极限拉力,并提出节点的极限承载力计算方法。

圆钢管柱套筒节点试验研究

通过设置四个不同的节点试件进行低周反复试验,观察四个节点的不同力学特性,重点分析滞回曲线、骨架曲线。对比环板节点和套筒节点试验结果可以发现,新型的套筒节点的各项力学性能非常理想,不劣于传统的环板节点。对比不同套筒厚度的套筒节点试验结果,发现随着套筒厚度的增加,套筒节点有更好的延性、塑性变形能力和耗能能力。套筒节点的性能提升幅度和套筒厚度不是正比关系,当套筒厚度较小时,随着套筒厚度增加,节点性能提升幅度较大。当套筒厚度较大时,随着套筒厚度增加,节点性能提升幅度较小。从经济方面考虑,建议套筒厚度取10mm。