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圓鋼管柱H型鋼梁外加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用到鋼框架中，圓鋼管柱H型鋼梁的外加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點(diǎn)性能影響鋼框架的抗震性能，是目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。在實(shí)際鋼框架工程中柱與梁的連接是介于剛性連接與鉸接的半剛性連接，半剛性連接能承受一定的彎矩，又能發(fā)生一定的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于現(xiàn)有規(guī)范沒(méi)有給出圓鋼管柱H型鋼梁外加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點(diǎn)抗彎性能與節(jié)點(diǎn)域的抗剪性能，在實(shí)際應(yīng)用中帶來(lái)許多不便。本文通過(guò)數(shù)值有限元分析方法研究節(jié)點(diǎn)的彎矩轉(zhuǎn)角關(guān)系與節(jié)點(diǎn)域的剪力剪切角關(guān)系，為該類節(jié)點(diǎn)在工程實(shí)際中的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
在ABAQUS有限元軟件中建立模型，模型中所有單元均采用完全積分的四邊形殼單元Ｓ４Ｒ，材料均采用Q235，彈性模量206GPa，屈服應(yīng)力為235MPa，泊松比取0.3。所建立的經(jīng)典模型是在已有實(shí)驗(yàn)和有限元模擬的基礎(chǔ)上建立圓鋼管柱H型鋼梁外加強(qiáng)環(huán)式半剛性節(jié)點(diǎn)，得到其在靜力荷載作用下的力學(xué)性能、破壞模態(tài)、節(jié)點(diǎn)域抗剪承載力、節(jié)點(diǎn)抗彎承載力，并加以分析。通過(guò)研究分析各個(gè)參數(shù)對(duì)圓鋼管柱H型鋼梁外環(huán)板連接的半剛性節(jié)點(diǎn)性能的影響，得到半剛性節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力以及抗剪承載力表達(dá)式。為研究單參數(shù)對(duì)圓鋼管柱H型鋼梁外環(huán)板連接半剛性節(jié)點(diǎn)的影響，首先建立一個(gè)經(jīng)典模型，根據(jù)經(jīng)典模型調(diào)整參數(shù)。本文選取１０個(gè)參數(shù)，其中圓鋼管柱的直徑D=400mm，圓鋼管柱的長(zhǎng)度H=1350ｍｍ，梁的長(zhǎng)度Ｌ＝１６００ｍｍ，保持不變；７個(gè)可變參數(shù)（圓鋼管柱壁厚ｔｃ，梁翼緣寬度ｂｆ，梁翼緣厚度ｔｆ，梁腹板厚度ｔｗ，梁腹板高度Hｆ，外環(huán)板寬度Hｓ，軸壓比ｎ）變化范圍如表所示。
根據(jù)經(jīng)典模型選取梁翼緣寬度的范圍為１４０～２８０ｍｍ，通過(guò)對(duì)比圖２（ａ）各個(gè)參數(shù)下彎矩轉(zhuǎn)角關(guān)系，得到隨著梁翼緣寬度的增大，節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力顯著增強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)的梁翼緣寬度每增加２０ｍｍ，其剛度增加５％左右，屈服承載力增加５％左右，極限承載力增加１．５％左右，梁翼緣寬度對(duì)節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力有一定影響。通過(guò)對(duì)比圖各個(gè)參數(shù)下的剪力剪切角關(guān)系，得到隨著梁翼緣寬度的增大，曲線趨勢(shì)逐漸上升，節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力顯著增強(qiáng)，Ｂｆ＝２８０ｍｍ模型的初期剛度變化率以及極限承載力變化率最大，Ｂｆ＝２２０ｍｍ模型、Ｂｆ＝２４０ｍｍ模型、Ｂｆ＝２６０ｍｍ模型初期剛度有所下降但極限承載力變化率有所上升，梁翼緣寬度對(duì)節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力有一定影響。
為研究梁腹板高度Hｆ對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力的影響，建立了７個(gè)有限元模型，選取梁腹板高度Hｆ范圍為１８０～３００ｍｍ，從圖可以看出，隨著梁腹板高度Hｆ增大，抗彎承載力顯著增強(qiáng)，梁腹板高度每增加２０ｍｍ，剛度增加２％左右，屈服承載力增加３％左右，極限承載力增加２％左右，梁腹板高度對(duì)節(jié)點(diǎn)的抗彎承載力與極限承載力有顯著影響。通過(guò)對(duì)比圖各個(gè)參數(shù)下的剪力剪切角關(guān)系，得到隨著梁腹板高度Hｆ的增大，只有Hｆ＝２２０ｍｍ模型極限承載力增大了３％，Hｆ＝２４０ｍｍ模型極限承載力降低了６％，Hｆ＝２８０ｍｍ模型與Hｆ＝３００ｍｍ模型極限承載力均降低了３％；總體來(lái)看初期剛度變化不大，Hｆ＝２４０ｍｍ模型初期剛度降低了６％，Hｆ＝２８０ｍｍ模型初期剛度增大了２％，梁腹板高度對(duì)節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力有一定影響，但影響不大。
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