一种外挂墙板与钢框架连接节点的静动力性能分析

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随着社会的发展与进步,装配式建筑的发展受到越来越多的关注。本文以一种新型外挂墙板连接节点为研究对象,通过该新型外挂墙板连接节点将外挂墙板与钢结构主体连接起来,其中上节点主要起到限位作用,下节点起承重作用。在自重、风荷载及多遇地震作用下,外挂墙板和上节点不发生相对滑动,可以将墙板和钢结构主体看作一个整体,共同抵抗外力作用,此时可以将该新型连接节点看成刚性节点,外挂墙板可以为结构提供一定的刚度;当外挂墙板所受的力超过其最大静摩擦力时,可以通过角钢上的长圆孔进行滑动,从而限制传递到墙板的荷载进一步增大,避免墙板过早发生破坏,对墙板有一定的保护作用,此时该节点又发挥着柔性节点的作用,可以增加梁、节点和墙板的的变形协调性,同时又可以通过滑移消耗一部分能量。本文主要研究内容如下:(1)分别计算自重荷载、风荷载及多遇地震作用,按照节点的受力特点进行施加,利用ANSYS有限元分析软件对新型连接节点进行静力分析,同时对该节点的不同参数——螺栓预紧力、角钢厚度和钢板厚度对节点承载力的影响进行了研究。研究结果表明:相同条件下,随着螺栓预紧力的增加,节点承载力也逐渐增加;在加载过程中,节点承载力随着角钢厚度的增加而有所提高,但是在加载最后,承载力提高不明显;钢板厚度对节点面内水平方向的承载力没有明显影响,随着钢板厚度的增加,节点竖向和面外水平方向的承载力逐渐增加。(2)建立新型连接节点模型进行拟静力分析,并通过将墙板与节点之间的接触设置为绑定模拟刚性节点,分别研究并对比新型连接节点和刚性节点的滞回曲线、骨架曲线和刚度、强度退化曲线。结果表明:该新型节点具有良好的耗能能力,在抗震方面有更加明显的优势。(3)建立一个外挂墙板与钢框架之间的接触设置为绑定的框架模型和一个采用新型连接节点的框架模型进行时程响应分析。结果显示:采用该新型节点连接的框架的顶点位移响应小于刚性节点连接的框架,该新型节点连接的框架更有利于抗震,且多遇地震时的减震效果高于罕遇地震。
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