門式剛架端板斜放連接滯回性能有限元分析

劉蘭剛,蘇明周,楚啟龍

(1.西安建筑科技大學土木工程學院,陜西西安710055;2.山東達馳電氣有限公司,山東菏澤274200)

0 引 言

0.1 節點連接性能的分類

門式剛架結構雖然在我國得到了廣泛的應用,但在抗震性能研究方面,尤其在結構的動力承載能力、延性、耗能等方面的研究還很不充分。一方面,門式剛架端板連接屬于半剛性節點,在設計時常常把它作為剛性節點;另一方面,構件的腹板允許局部屈曲。節點的轉動和構件的局部屈曲對門式剛架結構抗震性能的影響還需要進一步研究。

歐鋼規范按照節點的轉動剛度把節點分為:剛性、半剛性、鉸接[1],即

Sj-1＞25EIb/Lb時,節點為剛性;

25EIb/Lb＞Sj-1＞0.5EIb/Lb,節點為半剛性;

Sj-1＜0.5EIb/Lb,節點為鉸接。

式中:Sj-1為初始彈性轉動剛度;EIb/Lb為梁的線剛度。

根據國內的研究表明,門式剛架端板連接節點屬于半剛性節點。目前國內的設計規程只是在參考其他結構形式的抗震研究基礎上給出了設計原則如允許構件腹板局部屈曲和半剛性連接等不同于其他結構的受力特點,結構的實際性能無法判斷。因此,急需開展這種結構形式的抗震性能的研究,才能弄清結構的真實抗震性能,保證結構使用的安全性、經濟性和合理性。

0.2 門式剛架端板連接節點形式

對于門式剛架結構《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》(CECS102:2002)[2],端板連接的主要形式可分為:端板平放、端板豎放、端板斜放3種,如圖 1所示,本文中只針對端板連接節點斜放進行研究。

圖1 節點連接分類

0.3 端板連接節點的轉角

梁柱端板連接,節點轉角主要包括兩部分:節點域在剪力和彎矩作用下要產生剪切變形φr、端板和螺栓變形引起的轉角φep和節點域的彎曲變形。……