装配式钢框架节点带Z字形悬臂梁段和削弱梁段连接的抗震性能研究

为研究装配式钢框架节点带Z字形悬臂梁段和削弱梁段拼接的抗震性能,采用拼接区和削弱梁段共同耗能设计了4个试件。对4个试件进行了低周往复加载试验以及单调及往复加载的有限元分析。通过对试件的破坏模式和拼接区的滑移情况进行了分析,研究了以梁端弯矩-转角表征的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、转动能力等。结果表明:试件主要利用削弱梁段的塑性变形和拼接区的滑移实现耗能;其失效模式为螺孔或者焊缝处撕裂、削弱梁段处局部屈曲和削弱梁段处弯扭失稳;为保证节点充分发挥耗能能力,应增大削弱梁段处的侧向约束,防止发生弯扭失稳;为满足现场安装方便的要求和应对工厂加工精度不足的现状,可以在悬臂梁段翼缘开大孔;为降低工厂加工难度,可以将方钢柱内隔板替换为三角形垂直加劲肋。

悬臂梁段不同拼接方式下延性节点静力性能分析

为了解决装配式钢结构的抗震问题,提出3种适用于模块化装配式钢框架的带Z字形悬臂梁段拼接的梁柱节点,通过拼接区的滑移或者削弱梁段的塑性变形实现节点良好的延性性能.为减少强震作用对梁柱连接焊缝的破坏,对3种不同的节点提出了各自的抗震设计要求.在对3组试件进行足尺静力试验的基础上,对节点进行了单调加载有限元分析.获得了节点的弯矩-转角曲线以及节点的破坏模式,并和试验结果进行了对比,得到了接触面摩擦力和螺栓拉力的变化规律.通过推导的简化计算公式对节点的初始转动刚度、滑移荷载和屈服荷载进行了计算.结果表明:节点静力加载的破坏模式为靠近拼接区域的悬臂梁下翼缘或者削弱梁段单独或者同时发生较大的局部屈曲变形,节点在破坏前经历了充分的塑性变形,属于延性破坏,3种试件都有良好的延性性能和塑性转动能力.节点简化计算公式得到的结果和试验结果吻合良好.