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H 型钢柱梁节点试件的抗震性能研究

2021-11-24

商品与质量 2021年11期
关键词:型钢抗震试件

中核华辰建筑工程有限公司 陕西西安 710000

钢框架抗震设计时,一般需遵守“强柱弱梁”准则;钢框架结构柱梁节点的强柱系数,结构抗震等级一级为1.15、二级为1.10、三级为1.05。而H 型钢柱强轴方向的节点强柱系数大于1.1,将其作为框架的基本耗能结构,则与“强柱弱梁”准则冲突。基于此需要结合H 型钢柱梁抗震性能情况,积累相关的分析数据,对于提升结构应用性能有着积极作用。

1 影响H 型钢柱梁抗震性能的主要因素

1.1 翼缘宽厚比

在干扰H 型钢柱梁抗震性能影响因素中,翼缘宽厚比属于影响性较大的因素之一。假定钢材锈蚀前后密度及宽度不变,那么此时结构的失重率与板厚损失率保持一致,此时在计算过程中,可以将板厚损失作为结构振动时的折算损失,同时建立集合A(A={a1,a2,a3...an})来表示在不同翼缘宽厚比情况下的H 型钢构件,随后对其抗震性能进行分析。基于积累的数据信息可以了解到,在翼缘宽厚比不断增加的情况下,构件的屈曲荷载也处于不断降低的状态,而材料初期峰值也出现了较大变化,其性能参数也因此受到了较大程度的影响,具体体现在结构刚度开始不断劣化,从而影响到结构本身的抗震性能。

1.2 腹板高厚比

在对腹板高厚比影响情况展开分析时,也需要建立相应的实验体系,基础内容和1.1 中基本保持一致,根据积累的数据信息可以了解到,在腹板高厚比不断增加的情况下,H 型刚构件的屈服荷载也出现了不断降低的状态,而材料初期峰值和滞回性能也还处于影响不明显的情况。总结导致此类情况出现的原因可以了解到,导致此类情况出现的主要原因在于翼缘局部,因为在屈曲情况的影响下,所产生的破坏特征对于腹板结构具备一定的约束性,这也决定了结构变化时也会侧面影响到结构的应用特征,使其性能处于波动的应用状态,从而影响到结构承载力。

1.3 轴压比

在对轴压比信息进行分析时,也需要结合现阶段应用情况建立相应的有限元模型,基于失重率情况不断增加的背景下,H 型刚构梁结构也出现了强度下降的情况,此时对于结构骨架曲线进行分析,由此可以了解到结构下降速度也在增加,同时构件形变能力也在缩减,从而干扰到结构初始状态下的抗震性能。

2 H 型钢柱梁节点试件抗震性能分析

2.1 柱、梁及节点域强度

在分析结构抗震性能情况时,需要兼顾到柱、梁及节点域强度参数,在对其展开具体的应用分析时,可以建立相应的关联性模型,同时搭配相应计算公式来完成该环节分析工作。根据分析结果可以了解到,各部分结构之间存在着较强的关联性,结合拟定公式可以顺利完成节点强柱系数和强度比等情况,基于此类情况来进行各试件结构得命名,以便于后续分析工作的有序进行,提升分析结果的可靠性。

2.2 试件变形检测

在对试件变形情况展开应用监测时,需要先进行试件位移计布置情况的检查工作,确保其工作状态的稳定性。为了提升检测结果可靠性,多采用三组位移计来完成变形检测。其中一个位移计用于检测H 型梁端的水平位移情况,另一个位移计则用于计算柱正面翼缘水平位移,剩余一个位移计则用于检测结构垂直方向上的位移情况,根据获取数据来分析结构形变情况。根据获取到的数据信息可以了解到,所检测内容之间存在着较为明显的几何关系,即在节点域出现形变时,此时会引起梁端转角的变化,使结构荷载情况出现变化,此时结构抗震性能也会处于波动的情况,这也要求在H型梁应用过程中,需要对试件形变量做好控制,适当增加补强结构,从而提升结构本身的稳定性。

2.3 弯矩-转角滞回曲线分析

在该曲线绘制过程中,需要在前期试验中进行反复荷载的增加,采集相关应用数据,从而得到相应的分析曲线,对结构抗震性进行综合性分析,如果所得到曲线的饱满度越高,那么结构本身所消耗地震能量的能力也越强,即结构抗震性能的理想性情况也越强。在具体的试验过程中,会将结构梁端弯矩作为基础变量,相对应结构转角会作为因变量来进行分析。根据积累数据可以了解到,在节点域强度开始不断提升的同时,结构本身的承载力也呈现出不断增加情况,而结构的形变量也在此过程开始不断递减,此时反馈出的节点域试件也呈现出卓越性较强的情况,同时也对结构抗震性能的提升提供数据参考[1]。

2.4 试件骨架曲线

该曲线的绘制,能够直观体现出结构在反复荷载试验情况下所产生的循环情况。在对曲线内容进行分析时,需要对曲线中显示的峰值点进行确定,其表示构件在不同应用阶段所受力和变形之间的关系特征,同时该分析结果也是后续进行模型恢复的重要特征。在具体应用过程中,可以结合采集试件的基础荷载情况,对于骨架曲线进行分析,结合以往资料可以了解到,相应构件的整体曲线比较类似,节点域强度最小的构件会先进入到塑性阶段,随后其他构件也按照强度顺序依次进入到塑性阶段。但是节点域强度和刚度之间的差异性相对较小,但是在节点域强度不断增加的情况下,梁结构形变也在不断增加,从而对构件抗震性能带来较大影响[2]。

2.5 承载能力分析

除了上述分析内容外,在实际处理过程中,还需要进行承载能力参数信息的分析工作,对于和结构抗震性能的分析,可以转换为承载能力和结构形变、加载循环次数等内容进行分析,整理数据后可以发现,在节点域强度不断增加的情况下,构件承载力也呈现出不断增大的趋势,而且结构之间的最大承载力基本保持一致,处于线弹性的应用状态[3]。

3 结语

综上所述,在H 型钢梁应用过程中,其抗震性能是否稳定一致都是需要重点关注的内容。从实际应用情况来看,可以从多个角度来分析不同因素和结构抗震性能之间的关联性,积累相应的应用数据,一方面,可以对H 型钢参数进行应用调整提供数据参考,另一方面,能够提高结构应用价值,确保其工作状态稳定性。

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