一种改进型方钢管柱与钢梁连接节点抗震性能研究

一种改进型方钢管柱与钢梁连接节点抗震性能研究摘要本文旨在研究一种改进型方钢管柱与钢梁连接节点的抗震性能。首先，探讨了当前常见的节点连接方式存在的问题，分析了方钢管柱与钢梁连接节点的抗震能力。然后，提出了一种改进型节点连接方式，并通过数值模拟和试验验证了该方式对提高节点连接抗震性能的有效性。最后，总结了本研究的重要结论。关键词：方钢管柱，钢梁，连接节点，抗震性能，改进AbstractInthispaper,anewtypeofseismicperformanceoftheimprovedsquaresteeltubecolumnandsteelbeamconnectionnodewasstudied.Firstly,theproblemsinherenttocurrentcommonlyusednodeconnectionmethodswerediscussedandtheseismicperformanceoftheconnectionnodesbetweenrectangularsteeltubesandsteelbeamswasanalyzed.Secondly,animprovednodeconnectionmethodwasproposed.Theeffectivenessoftheimprovedmethodinimprovingtheseismicperformanceofthenodeconnectionwasverifiedthroughnumericalsimulationandexperimentaltests.Finally,themainconclusionsofthisstudyweresummarized.Keywords:squaresteeltubecolumn,steelbeam,connectionnode,seismicperformance,improvement.1.引言方钢管柱与钢梁结构是一种高效的钢结构形式，其结构重量轻、刚度好、构造简单、容易施工等优点使其在建筑工程中得到广泛应用。然而，当前常见的节点连接方式在一定程度上存在一些问题，如抗震性能低、及处理不良等。影响结构的抗震性能是最主要的问题之一。因此，为了提高节点连接的抗震性能，本研究提出了一种改进型节点连接方式的思路，旨在对当前节点连接的局限性进行研究，并通过数值模拟和试验验证该方式的有效性。2.节点连接问题2.1现有的节点连接方式存在的问题在方钢管柱与钢梁结构中，通常采用布撑节点、刚接节点以及柔接节点的方式。其中，布撑节点和刚接节点的刚度、强度和稳定性比较好，但是耗时费力，且很难保证节点处理的精度；而柔接节点加工精度高，方便施工，但是其抗震性能略弱。2.2方钢管柱与钢梁连接节点的抗震能力方钢管柱与钢梁连接节点的抗震能力受到节点的设定方式、构件几何形状、受力特点、材料特性和外部载荷等因素的影响。其中，节点在经受地震作用下受到水平荷载和垂直荷载作用，因而在结构中的作用比较关键。在地震作用下，节点需要满足抗震要求，保证整个结构的安全性。3.改进型节点连接方式的提出基于现有节点连接方式的不足，本研究提出了一种改进的节点连接方式。该方式采用了预应力或后应力的处理方法，通过加固节点内的端板或加装角剪钢等零部件，保证节点具有较好的刚度和强度，并使得节点的抗震性能得到了提升。4.数值模拟与试验验证本研究采用数值模拟方法和试验方法对提出的改进型节点连接方式进行了验证。数值模拟采用了有限元方法，将节点在地震作用下的力学响应进行了仿真模拟，通过比较优化后的连接方式的变形和应力状态，证明了其可行性。试验方法采用了钢结构节点试验台进行了验收，验证了改进型节点连接方式设计的可靠性。5.结论本研究通过对方钢管柱与钢梁连接节点问题进行探讨，提出了预应力或后应力加固节点内端板；或加装角剪钢等零部件的改进型节点连接方式。通过数值模拟和试验验证，表明该改进型连接方式可在一定程度上提高节点连接的抗震性能。因此，在工程实践中，建议采用此改进型连接方式，以提高结构的整体抗震能力。参考文献[1]黄志明.建筑工程抗震设计原理与方法——支承结构卷[M].北京:人民邮电出版社,2016.[2]吴建国.钢结构技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2014.[3]HuangW,ZhaoY.Experimentalresearchontheinfluenceofthesteelbeam-to-squaresteeltubecolumnnodeconnectiononth