T型钢半刚性连接对钢框架抗震性能的影响研究

摘要

T型钢梁柱连接是一种采用T型钢通过高强螺栓连接的节点连接,是半刚性连接中刚度最大的一种形式。由于在国内外文献中T型钢半刚性连接钢框架的抗震性能研究较少,因此本文在国家自然科学基金项目(50908022)的资助下,通过对T型钢半刚性梁柱节点进行试验研究,并且将试验研究的结果指导理论分析,研究了T型钢半刚性连接对钢框架抗震性能的影响。
　　 通过对两组T型钢连接梁柱节点的单向与循环加载试验,了解该类型节点的抗震性能以及翼缘厚度对节点抗震性能的影响,并通过IDARC程序模拟节点的受荷过程,讨论T型钢连接梁柱节点理论建模的方法。试验研究表明:T型钢梁柱连接滞回曲线饱满,连接表现出了良好的延性,极限转角均超过了欧洲规范规定的极限转角0.03rad,具有较为理想的抗震性能;T型钢翼缘越厚,节点初始刚度、承载力以及耗能能力越大:对于半刚性连接中螺栓刚度大于T型钢翼缘刚度的试件应按T型钢的极限承载力设计。程序分析表明:利用刚度均匀变化的节点板模拟T型钢的半刚性连接具有较高的模拟精度,通过调整节点板底部刚度以及屈服弯矩可以模拟不同翼缘厚的T型钢半刚性连接。
　　 通过将节点板模型引入钢框架结构,并目通过IDARC建立了不同的翼缘厚度、楼层的T型钢半刚性连接钢框架,并通过输入56条地震波对上述钢框架结构进行弹塑性时程分析。时程分析结果表明:1、T型钢翼缘越厚的钢框架结构其在地震中的滞回耗能效应越大,但是由于其刚度以及承载能力较大,其在地震动中结构的损伤较T型钢翼缘较薄的钢框架结构小。2、在地震波作用下,低层钢框架结构的损伤要小于高层钢框架结构的损伤,在不同的地震区,高烈度区对钢结构损伤的影响大于低烈度区钢结构损伤的影响。3、T型钢翼缘的厚度对小于3层的钢框架结构的损伤影响不明显。4、得出不同的翼缘厚度的T型钢半刚性连接钢框架在不同的地震波的影响下低层钢框架(10层以下)的整体损伤指数的数值表达式。