高温后铝合金梁柱节点滞回性能有限元分析

彭林欣; 黄伟康; 张易申; 何星传

doi:10.3724/j.gyjzG23030101

高温后铝合金梁柱节点滞回性能有限元分析

doi: 10.3724/j.gyjzG23030101

1. 广西大学土木建筑工程学院, 南宁 530004;
2. 工程防灾与结构安全教育部重点实验室, 广西防灾减灾与工程安全重点实验室, 广西大学, 南宁 530004;
3. 南宁学院, 南宁 541699

基金项目:

国家自然科学基金项目（12162004）；国家重点研发计划（2019YFC1511103）；广西重点研发计划（桂科AB22036007）。

详细信息

作者简介:
彭林欣，教授，主要从事计算固体力学中无网络方法的研究，penglx@gxu.edu.cn。

通讯作者:
何星传，博士，主要从事计算固体力学中无网络方法的研究，xingchuanhe@st.gxu.edu.cn。

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出版历程
- 收稿日期: 2023-03-01
- 网络出版日期: 2026-04-11
- 刊出日期: 2026-03-20

FInite Element Analysis of the Hysteretic Behavior of Aluminum Alloy Beam-Column Joints After High-Temperature Exposure

1. School of Civil Engineering and Architecture, Guangxi University, Nanning 530004, China;
2. Key Laboratory of Disaster Prevention and Structural Safety of China Ministry of Education, Guangxi Key Laboratory of Disaster Prevention and Engineering Safety, Guangxi University, Nanning 530004, China;
3. Nanning University, Nanning 541699, China

摘要

摘要: 为研究铝合金T型梁柱节点在高温后的滞回性能，通过低周往复试验与ABAQUS有限元模拟的对比，分析T型梁柱节点的受力和变形机理，并进行有限元参数分析。结果表明：有限元模型可以较为准确地模拟试验过程，在历经450，300，150℃高温与常温状态下，节点破坏形式为脆性断裂破坏，滞回曲线均因螺栓滑移而出现“捏缩”现象，增加T型螺栓节点板厚度可降低节点板拐角处应力集中的现象，节点破坏模式变为梁端孔洞变形失效，增加节点板螺栓个数可以缓解节点因滑移而出现承载力下降的现象，在加载中后期可提高节点的承载力；常温下，增加节点板厚可防止节点脆性断裂；当节点历经最高温度不超过150℃时，其抗震性能与常温下相似，随着温度的增加，节点可承受轴压比范围逐渐减小，节点破坏模式变为柱的提前屈曲破坏；历经最高温度超过150℃后，梁柱节点的延性增加，承载力下降，需要进行额外的加固处理。
- 铝合金 /
- T型梁柱节点 /
- T型螺栓节点板 /
- 滞回性能 /
- 高温
Abstract: In order to study the hysteretic behavior of aluminum alloy T-shaped beam-column joints after exposure to high temperatures， the stress and deformation mechanisms of T-shaped beam-column joints were analyzed by comparing quasi-static loading tests with ABAQUS finite element simulations， and a parametric finite element parameter analysis was carried out. The results showed that the finite element model accurately simulated the test process. When the joint was subjected to high temperatures of 450 ℃， 300 ℃， 150 ℃， and room temperature， the failure mode was brittle fracture. Hysteresis curves were pinched due to bolt slip. Increasing the thickness of the T-stub gusset plate reduced the stress concentration at the corner of the gusset plate， and the failure mode of the joint shifted to the deformation failure of the hole at the beam end. Increasing the number of gusset plate bolts mitigated the decrease in the bearing capacity of the joint caused by sliding and improved the bearing capacity of the joint during the middle and late stages of loading. At normal temperature， increasing the thickness of gusset plate prevented brittle fracture of the joint. The joint that experienced a maximum temperature of up to 150 ℃ exhibited seismic performance similar to that at room temperature. With the increase of temperature， the allowable axial compression ratio range of the joint gradually decreased， and the failure mode of the joint shifted to early buckling failure of the column. After the maximum temperature exceeded 150 ℃， the ductility of the beam-column joint increased while the bearing capacity decreased， necessitating additional reinforcement.
- aluminium alloy /
- T-shaped beam-column joint /
- T-stub gusset plate /
- hysteretic behavior /
- high temperature

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