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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
新型模块化钢结构柱内置螺栓节点力学性能影响因素研究
  • 作者

    夏军武张帅王永瑞王晓明

  • 单位

    中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏建筑职业技术学院江苏建筑节能与建造技术协同创新中心上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院

  • 摘要
    为了克服传统模块化节点无法将8个模块连成整体、焊接量大、缺乏施工空间等问题,提出了一种新型柱内置螺栓节点(IBC).通过ABAQUS有限元模拟的方法,研究了地板梁、天花板梁抗弯刚度比、斜向加劲肋尺寸、垫板厚度、柱轴力、螺栓预紧力、垫板长度和钢材材性对该节点抗弯性能的影响.结果表明:地板梁、天花板梁刚度比的增大会显著提高节点刚度和抗弯承载力,当梁刚度比从1增大到1.543,1.987,2.500和3.410时,节点初始刚度分别增大了19.11%,33.05%,47.80%和71.52%,屈服弯矩分别增大了17.72%,30.05%,42.26%和59.84%;钢材材性的提高会明显增大节点抗弯承载力但节点刚度不变;斜向加劲肋尺寸、垫板厚度、垫板长度、柱轴力和螺栓预紧力对节点刚度和抗弯承载力影响很小,但斜向加劲肋长度和内角空余面积的增大有利于塑性铰外移.此外基于试验与数值模拟数据得出了不同刚度比下节点的弯矩-转角曲线理论公式,并验证了公式的可行性,可为实际工程设计提供参考.
  • 关键词

    模块化节点参数分析有限元模拟弯矩-转角曲线理论公式

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金项目(52074270);江苏建筑节能与建造技术协同创新中心重点项目(SJXTZD2106);
  • 文章目录
    1 新型柱内置螺栓节点构造形式及试验概况
    1.1 构造形式
    1.2 节点试件设计
    1.3 试验概况
    2 有限元模型的建立及抗弯性能影响参数分析
    2.1 有限元模型的建立和验证
    2.2 节点参数对抗弯性能的影响
    2.2.1 地板梁、天花板梁刚度比的影响
    2.2.2 钢材材性的影响
    2.2.3 其他参数的影响
    1)斜向加劲肋尺寸的影响
    2)垫板厚度的影响
    3)柱轴力的影响
    4)螺栓预紧力的影响
    5)垫板长度的影响
    3 弯矩-转角曲线理论公式
    4 结 论
  • 引用格式
    夏军武,张帅,王永瑞等.新型模块化钢结构柱内置螺栓节点力学性能影响因素研究[J].中国矿业大学学报,2023,52(05):918-930.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20220462.
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