【摘 要】
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传统钢牛腿多采用焊接工艺,牛腿承受的剪力依靠预埋钢板和牛腿之间的焊接承受,焊接不牢还可能出现易脱落。装配式钢牛腿,具有结构简单、安装方便、无需现场焊接等优点。尤其是近年来随着装配式结构的发展,装配式钢牛腿在工程得到推广和应用。目前对装配式牛腿节点的研究主要集中于节点的力学性能,而对于火灾下装配式牛腿节点的抗火性能还缺乏相应的研究。本文以一种新型装配式钢牛腿节点为研究对象,对其静力性能和抗火性能进行
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传统钢牛腿多采用焊接工艺,牛腿承受的剪力依靠预埋钢板和牛腿之间的焊接承受,焊接不牢还可能出现易脱落。装配式钢牛腿,具有结构简单、安装方便、无需现场焊接等优点。尤其是近年来随着装配式结构的发展,装配式钢牛腿在工程得到推广和应用。目前对装配式牛腿节点的研究主要集中于节点的力学性能,而对于火灾下装配式牛腿节点的抗火性能还缺乏相应的研究。本文以一种新型装配式钢牛腿节点为研究对象,对其静力性能和抗火性能进行试验研究和有限元分析,主要内容及成果如下:对6个不同形式钢牛腿节点进行耐火性能试验,其中3个节点无耐火保护,3个节点有耐火保护。试验参数包括加劲肋板的厚度、荷载偏心距以及保护方式对节点耐火极限的影响,得到了钢牛腿节点的破坏形式、变形和耐火极限。结果表明:牛腿节点的加劲肋板厚度、荷载偏心距对节点抗火性能影响显著,加劲肋板的厚度越大耐火极限越大;牛腿的承载越大耐火极限越小,荷载偏心距越大耐火极限越小。利用ABAQUS建立了节点的热-力耦合有限元模型,计算了节点的温度场和变形曲线,比对试验曲线,验证了模型的合理性。并在此基础上进行参数分析,分析了相关参数对节点耐火极限的影响。对4个不同形式的装配式钢牛腿节点进行常温偏心受剪力学试验,分析了牛腿加劲肋板厚度、荷载偏心距对节点极限承载力的影响。结果表明:装配式钢牛腿在常温下呈现出两种破坏形式,肋板厚度、荷载偏心距是影响其受力性能的主要因素,增大肋板厚度和减小偏心距都能提高钢牛腿的承载力。利用ABAQUS建立了节点的力学分析模型,计算了节点的变形曲线并与试验曲线进行对比。应用验证后的模型进行参数分析,研究相关参数对钢牛腿力学性能的影响。对比分析高温、常温下装配式钢牛腿的破坏形式,找出薄弱区域,提出节点进一步改进的方法。
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