不锈钢结构梁柱节点静力性能的有限元参数分析

乔学良; 王元清; 贾连光; 王希妍

doi:10.3724/j.gyjzG24060705

不锈钢结构梁柱节点静力性能的有限元参数分析

doi: 10.3724/j.gyjzG24060705

1. 北京市石景山区规划和自然资源综合事务中心, 北京 100043;
2. 清华大学土木工程系, 土木工程安全与耐久教育部重点实验室, 北京 100084;
3. 沈阳建筑大学土木工程学院, 沈阳 110168;
4. 国家植物园, 北京 100093

基金项目:

清华大学自主科研计划课题(学科交叉专项)(20131089288)。

国家自然科学基金项目(51108007)

详细信息

作者简介:
乔学良,硕士,工程师,主要从事建筑工业化、建筑结构承载性能分析等研究。电子信箱:qiaoxueliang1991@163.com

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出版历程
- 收稿日期: 2024-06-07
- 网络出版日期: 2025-03-28

Finite Element Parameter Analysis of Static Performance for Stainless-Steel Beam-Column Connections

1. Beijing Shijingshan District Planning and Natural Resources Comprehensive Affairs Center, Beijing 100043, China;
2. Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Key Lab. of Civil Eng. Safety and Durability of China Education Ministry, Beijing 100084, China;
3. School of Civil Engineering, Shenyang Jianzhu University, Shenyang 110168, China;
4. China National Botanical Garden, Beijing 100093, China

摘要

摘要: 通过对不锈钢结构梁柱栓焊节点承载力及刚度的研究,得到对节点承载力以及刚度较有影响的几何参数,以前期试验数据作为参考基础,利用ABAQUS软件对栓焊节点的3个主要几何参数进行抗弯承载性能及初始刚度参数分析。结果表明:随钢梁翼缘厚度增加,不锈钢结构梁柱栓焊节点承载力及初始刚度提高,且提高幅度较大;抗滑移系数对节点的初始刚度影响不大,刚进入塑性时节点刚度会随抗滑移系数的增大而增加,对节点静力性能影响也不大;构造孔类型的变化,对节点承载力和初始刚度影响不大,但是会减小翼缘板应力集中现象。采用狗骨头型节点,会使塑性铰外移,虽然增加了节点延性,但是会降低节点刚度和承载性能。建议通过增大不锈钢结构梁柱栓焊节点中工字型梁翼缘厚度及采用FEMA 350规范中构造孔型式的方式,以改善节点受力性能和应力集中现象。
- 不锈钢梁柱节点 /
- 抗弯承载力 /
- 节点刚度 /
- 有限元 /
- 参数分析
Abstract: To study the influence of geometric parameters on flexural capacity and stiffness of beam-column connections using stain-steel S31608 and get the key influence parameters, on the basis of test data, using the finite element analysis software ABAQUS, parameter analysis on three main geometrical parameters of flexural capacity and stiffness of stain-steel beam-column connections was conducted. The analysis results showed that when thickness of steel beam flange of bolted-welded beam-to-column joints in stainless steel structure increased, bearing capacity and initial stiffness of the joints increased with large amplitude; when slipping coefficient increased, bearing capacity and initial stiffness of the joints increased with small amplitude; when weld access hole changed, bearing capacity increased and initial stiffness increased with small amplitude, but could decrease stress concentrate phenomenon; when "Dog-bone" was used, the position of plastic hinge appearance would out-shift, but bearing capacity and initial stiffness decreased with large amplitude. Using the weld access hole of FEMA350 and increasing the flange thickness of I-shaped bars is a good way to improve the static behavior of stain-steel beam-column connections.
- stain-steel beam-column connections /
- flexural capacity /
- joint rigidity /
- FEM /
- parametric analysis

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