论文部分内容阅读
在美国诺斯里奇地震与日本阪神地震后，世界各国通过大量的试验研究和理论分析提出了多种传统梁柱节点的改良形式，其中就包括加强型钢框架梁柱连接节点。加强型节点是一种典型的将塑性铰外移的节点形式，在距梁端一定范围内将梁端翼缘扩大，迫使塑性铰的形成位置远离受力复杂且脆弱的焊缝，达到减少节点脆性破坏的可能性、提高节点延性的目的。
加强型节点包括:板加强型、肋板加强型、腋板加强型、扩大翼缘型等。但各种节点均有各自的优缺点，本文提出了上翼缘加竖向肋板、下翼缘采用翼缘加强板的非对称式加强型节点。此种节点成功解决了翼缘板加强型节点在现场施焊时需要仰焊的问题，同时改善了肋板加强型降低建筑净高的难题。本文希望能够采用拟静力实验的方法来研究此种新型节点的抗震性能，包括观察实验中的现象，处理由实验中得到的数据，绘制滞回曲线、骨架曲线，计算节点的塑性转角、总转角、延性系数、等效粘滞阻尼系数等。
本文详细介绍了美国规范中的塑性铰外移理论，其中详细的介绍了塑性铰处弯矩和剪力的计算方法，并由此对柱翼缘表面处的弯矩和剪力进行计算。现阶段对于肋板受力情况研究较少，文章中参考美国钢结构设计指南Steel Design Guide Series12对肋板的尺寸进行了初步设计，运用ANSYS有限元计算软件对肋板的受力情况进行分析，从而得到了肋板受力的近似计算方法。文中采用美国规范中给出的翼缘板和肋板尺寸等参数计算公式，分别给出了对称式的翼缘板加强型节点、对称式的肋板加强型节点、非对称式的加强型节点以及普通的栓焊混合连接节点的设计方法，并分别采用中国规范对节点的强柱弱梁、节点域进行了验算。并据此设计了试验所用的4个1/2缩尺比例的节点，其中一个非对称式加强型节点(ARP-1)，一个对称式肋板加强型节点(SRP-1)，一个对称式翼缘板加强型节点(FPS-1)和1个普通栓焊连接节点(NFS-1)。
在四组拟静力试验中，分别对四组节点施加低周反复荷载，观测节点的破坏形态、极限荷载、最大塑性转角等特性，在计算机上得到实时的滞回关系曲线，同时也得到了梁上下翼缘应变分布的试验数据。
试验结果表明，非对称式加强型节点试件的滞回曲线丰满，滞回面积比较大;而普通节点试件的滞回曲线显得扁长、不丰满，滞回环面积小。试验中三组加强型梁柱连接节点的塑性转角都大于3％rad，延性系数大于3.0，达到了抗弯钢框架节点的抗震要求。非对称式节点在各项指数的对比中，均能满足最低要求，并且更好的耗能能力，故非对称式加强型节点的设计能够达到移出塑性铰保护节点的作用。