论文部分内容阅读
近年来冷弯薄壁型钢作为一种高效、经济型材受到国内外工程界的普遍关注,冷弯薄壁型钢在建筑业中的应用也日趋广泛。本文通过冷弯薄壁型钢结构的试验研究和有限元模拟分析对以冷弯薄壁型钢作为主要承重构件的单层单跨框架的抗震性能进行了深入的研究。在对冷弯薄壁卷边槽钢框架进行的试验研究中,共设计了4组单层单跨的冷弯薄壁型钢框架,梁柱均采用冷弯薄壁卷边槽钢组合工字形截面,斜撑采用等边单角钢截面,卷边槽钢通过高强螺栓和节点板连接,斜撑与节点板之间通过高强螺栓连接。试验主要研究改变斜撑布置形式和轴压比对框架抗震性能的影响,得到框架在低周反复荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线和应力分布情况,对框架的刚度退化、延性、耗能性能和破坏机理进行研究。试验结果表明:试件破坏形式均为斜撑净截面被拉断,梁端和柱脚腹板出现局部失稳破坏,框架发生整体失稳破坏。各试件承载力退化稳定,循环次数对试件承载力的影响较小,交叉斜撑布置形式的框架承载力降低幅度较高。轴压比越大,承载力退化越显著。交叉斜撑布置形式的框架初始刚度较高,随着加载等级的提高,各试件的初始刚度退化均很明显,试件屈服后,刚度下降的幅度更大,交叉斜撑布置形式的框架刚度退化幅度大于单向斜撑的布置形式。随着加载等级的提高,试件的能量耗散系数和等效粘滞阻尼系数降低,试件的等效粘滞阻尼系数同其它轻型钢结构相比,耗能性能基本持平。为进一步研究冷弯薄壁型钢结构框架体系的抗震性能,本文应用有限元软件ANSYS12.0对试验中的4组试件进行有限元模拟分析。对4个框架模型建立了相同尺寸的模型,经过材料属性设置、螺栓设置、接触单元设置、模型建立、网格划分、设置约束和加载、求解和后处理等步骤,更加深入的分析了斜撑布置形式和轴压比两个影响因素对结构抗震性能的影响,并与试验结果进行对比分析。