螺栓連接鋼梁：鋼管柱節(jié)點力學性能與設(shè)計方法

　　本書以T形方頸單邊螺栓連接鋼梁-方鋼管柱節(jié)點為研究對象，采用試驗研究、數(shù)值模擬和理論分析等方法對此類連接的靜力性能和抗震性能進行了系統(tǒng)完整的研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：（1）對8個T形方頸單邊螺栓連接鋼梁-鋼管柱節(jié)點和2個傳統(tǒng)螺栓連接節(jié)點開展了單調(diào)荷載下的靜力性能試驗和低周往復荷載下的抗震性能試驗，探討了長圓形螺栓孔布置方案以及端板加勁肋和鋼管柱內(nèi)灌注混凝土兩種加強措施對節(jié)點結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響。研究了T形方頸單邊螺栓連接節(jié)點的破壞模式、轉(zhuǎn)角-彎矩關(guān)系、耗能能力、關(guān)鍵部位轉(zhuǎn)角-應(yīng)變關(guān)系、各部位屈服順序等，揭示了此類節(jié)點的工作及破壞機理。結(jié)果表明，此類連接具有與傳統(tǒng)螺栓連接節(jié)點相似的破壞模式、相近的初始剛度和強度剛度退化規(guī)律、不低于85%的全生命周期承載力、超過130%的抗震延性和150%的耗能能力。（2）提出了雙槽鋼組件和H型鋼組件加強節(jié)點，并對2個雙槽鋼組件加強節(jié)點和8個H型鋼組件加強節(jié)點進行了單調(diào)荷載試驗和低周往復荷載試驗研究，探討了加強組件類型、組件長度和連接面厚度對節(jié)點結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明，通過設(shè)置加強組件，T形方頸單邊螺栓連接鋼梁-鋼管柱節(jié)點由半剛性部分強度連接轉(zhuǎn)為半剛性全強度連接，耗能能力最高提升102.3%，且成功避免栓孔沖切破壞；建議T形方頸單邊螺栓連接鋼梁-鋼管柱加強節(jié)點采用外伸H型鋼組件，并且其截面應(yīng)具備足夠的受彎和受剪承載力以承擔節(jié)點域的彎矩和水平剪力。（3）通過ABAQUS有限元分析軟件進一步評估了T形方頸單邊螺栓連接鋼梁-鋼管柱節(jié)點性能，包括建立此類節(jié)點有限元模型；利用有限元模型分析結(jié)果揭示此類連接的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)響應(yīng)機理；開展T形方頸單邊螺栓連接節(jié)點的參數(shù)分析研究，包含此類連接特有的螺栓和栓孔參數(shù)、與傳統(tǒng)螺栓連接通用的構(gòu)件參數(shù)以及加強節(jié)點的相關(guān)參數(shù)；通過大量的數(shù)值模擬完成對T形方頸單邊螺栓連接鋼梁-鋼管柱節(jié)點和節(jié)點加強方式的最終評估。（4）應(yīng)用組件分析法和薄板塑性鉸線理論建立了T形方頸單邊螺栓連接鋼梁-鋼管柱節(jié)點初始轉(zhuǎn)動剛度計算模型、受彎承載力計算模型和單調(diào)荷載及低周往復荷載下的轉(zhuǎn)角-彎矩關(guān)系模型。

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