改进扩大型焊接孔梁柱节点子结构动态抗倒塌性能研究

摘要：

对试验中采用改进扩大型焊接孔的2个钢结构全焊接梁柱节点分别施加静力荷载和落锤冲击作用,以模拟得到子结构的静、动态倒塌响应,考察静态和动态两种不同加载方式对此类梁柱节点抗倒塌性能的影响.通过试验获得节点的破坏模式及其冲击作用和位移时程曲线等,分析冲击过程中静、动态响应规律以及节点转动能力.试验结果表明:改进扩大型焊接孔构造的节点,其主要破坏形态是钢梁上翼缘屈曲,下翼缘纵向塑性拉伸大变形以及沿焊接孔边缘的开裂等.另外,改进后的焊接孔构造对节点转动性能的影响显著;2个节点均具有良好的转动性能,其最大转角远超过FEMA 351标准抗倒塌设计的转角限值(θ=0.064 rad)要求.对比以往研究成果,给出了冲击作用下刚性节点的归一化冲击能与转角拟合公式.采用ABAQUS软件建立了扩大型焊接孔构造节点的有限元分析模型,通过不同加载时刻子结构内力分布情况可知,冲击加载初期的局部响应对节点子结构的整体响应影响可忽略,表明采用落锤冲击加载方法研究结构抗倒塌具有可行性;通过分析节点在冲击作用下内力发展规律可知,改进扩大型焊接孔构造节点良好的转动性能有利于悬链线的形成.

关键词：梁柱节点子结构、扩大型焊接孔、冲击试验、悬链线效应、抗倒塌能力

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分类号：TU392.1;TU317.1(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金项目51078139;教育部新世纪优秀人才计划项目NCET-11-0123

在线出版日期：2019-04-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：230-239