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摘要
随着我国装配式建筑快速发展,半刚性连接因其较好的延性且施工便利,在钢结构中运用广泛且形式多样化。然而相比抗弯钢框架,半刚性钢框架抗侧刚度较小。为了有效地改善该类框架的抗侧性能,本文提出腋撑式半刚性钢框架结构。相比传统隅撑式钢框架,腋撑式半刚性钢框架无需增设对角斜撑,建筑使用空间有所提升;腋撑能很好地保护梁柱连接且损坏后可直接更换;具有抗弯钢框架与中心支撑钢框架高强度、刚度等优点,避免了偏心支撑钢框架修复难等缺点。本文针对装配腋撑式半刚性钢框架的抗侧性能进行拟静力循环加载试验与设计方法研究,主要研究内容如下:(1)共设计1个半刚性钢框架和2个腋撑式半刚性钢框架,分别对其进行侧向循环加载试验。基于破坏模式和力-位移曲线,对各试件侧向刚度、承载力、延性和耗能能力等抗侧性能进行研究,分析了增设的腋撑和腋撑截面大小等因素对半刚性钢框架抗侧性能的影响。(2)选取BRB腋撑、腋撑截面大小、腋撑节点板焊接、角钢厚度、角钢加劲肋以及腹板角钢等参数,基于试验校核的有限元模拟方法,共建立35个模型。通过提取框架中主要构件的内力发展曲线以及等效塑性变形,对腋撑式顶底角钢钢框架的抗侧性能和破坏机理进行参数化分析,归纳出该类框架的重要抗侧参数、破坏模式和危险截面,为腋撑式半刚性钢框架在实际工程应用中提供建议。(3)针对腋撑式半刚性钢框架,考虑了半刚性连接和腋撑的协同作用,通过对其内力分析,提出该类结构体系不同屈服机制的判别式和不考虑竖向荷载时框架抗侧刚度和承载力计算方法,并与有限元分析和试验研究结果进行了校核,为该类结构基于性能的设计提供参考。
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