支撑钢框架与外挂复合墙板连接节点的地震响应分析

摘要

墙板与钢结构框架的连接节点性能对房屋整体抗震性能至关重要。在震后，良好的连接节点更有助于保障生命及财产安全，有利于救灾抢险工作的进行。基于传统节点，本文提出了一种上拉下托式节点。这种节点介于刚性节点与柔性节点，借鉴摩擦型连接的圆孔形式，辅以弹簧耗能，有效结合了刚性节点、柔性节点、摩擦型节点及耗能节点的优势。
　　首先，本文对这种新型的墙板与钢结构连接节点进行了设计分析。采用ABAQUS有限元模拟，讨论分析了截面尺寸，节点弯折角，肋板位置等参数对于上下节点相关性能的影响。通过分析发现，在板厚，弯折角及肋板位置三个参数中，弯折角对节点性能的影响最为显著。板厚对于刚度贡献很大，但是当板厚大于6mm后，继续增加板厚对于刚度的贡献不明显。肋板位置对于节点性能的影响最弱。
　　其次，在理论分析的基础上，通过足尺振动台试验，对两种新型节点进行了地震试验，研究了连接节点在不同地震响应下的破坏形态及整体的工作性能。研究发现，在整个加载过程中，结构未发生严重破坏，墙板没有观察到肉眼可见的裂缝，节点通过滑移及转动，抵消卸载了层间位移对于墙板的剪切破坏，对于墙板的保护作用明显。节点的破坏形态主要有滑移，转动，弯曲，剥落等四种，在经过9度地震作用后，结构整体完整，墙板没有发生明显破坏，节点工作性能良好。
　　最后，在试验后，选取上海人工波作为研究对象，通过ABAQUS模拟试验工况，将理论模拟结果与试验结果进行了对比分析。通过比较有限元模拟结果与试验结果发现，节点应力-时程曲线吻合较好，误差较小。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 外墙体与钢结构框架连接节点形式

1．3．1 常见外墙体

1．3．2 常见节点形式

1．4 外墙体与钢结构框架连接节点抗震研究

1．5 研究内容

第2章 足尺模型振动台试验研究

2．2 试验目的

2．3 荷载计算

2．4 试验设计

2．4．1 材性试验设计及结果

2．4．2 试件设计

2．5 试验方案

2．5．1 试验装置及设备

2．5．2 加载方案

2．5．3 测量设计

2．6 试验现象

2．7 现象分析

2．8 试验结果分析

2．8．1 位移分析

2．8．2 应变分析

2．8．3 滑移分析

2．9 本章小结

第3章 连接节点参数分析

3．1 基本尺寸

3．2 参数分析

3．2．1 截面尺寸对上节点的影响

3．2．2 弯折角对上节点的影响

3．2．3 截面尺寸对下节点的影响

3．2．4 肋板位置对下节点的影响

3．3 本章小结

第4章 连接节点有限元分析

4．2 材料本构

4．3 分析步与荷载

4．4 约束和接触关系

4．5 划分网格

4．6 分析及后处理

4．7 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢