鋼框架普通節(jié)點(diǎn)和蓋板加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)裂紋發(fā)展過程的有限元研究.pdf

1、國內(nèi)外重大震害調(diào)查結(jié)果表明，鋼框架梁柱連接焊縫在地震荷載作用下易發(fā)生脆性開裂，屬于節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)。目前，工程界對鋼框架梁柱開裂過程及裂紋發(fā)展尺寸定量預(yù)測的研究涉及尚少。本文采用ANSYS軟件建立有限元模型，以考慮梁柱普通節(jié)點(diǎn)和蓋板加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)為研究對象，針對裂紋開展進(jìn)行定量研究，主要內(nèi)容包括:
　　(1)利用ANSYS建立普通節(jié)點(diǎn)有限元模型，通過推導(dǎo)的裂紋發(fā)展計(jì)算公式，計(jì)算裂紋的開展過程，并與已有試驗(yàn)相對比，有限元模擬的極限狀態(tài)

2、發(fā)生在第30循環(huán)，試驗(yàn)發(fā)生在第31循環(huán)，兩者相差一個(gè)荷載循環(huán)，該方法具有較高的可靠性。
　　(2)通過節(jié)點(diǎn)域橫向加勁肋厚度的變化，討論節(jié)點(diǎn)域?qū)雍缚p位置裂紋開展的影響。結(jié)果表明，隨加勁肋厚度的增加，裂紋的開展速度加快;當(dāng)加勁肋超過梁翼緣板厚度的0.5倍時(shí)，裂紋長度基本保持穩(wěn)定。
　　(3)根據(jù)開裂的極限狀態(tài)定義損傷比的概念?？紤]不同初始裂紋尺寸的節(jié)點(diǎn)模型在循環(huán)荷載作用下裂紋的發(fā)展情況，并就損傷比判斷極限狀態(tài)，列出表格。結(jié)果

3、表明了裂紋的開展是由于節(jié)點(diǎn)進(jìn)入塑性造成的，并給出極限初始裂紋長度。
　　(4)建立蓋板加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)模型，討論其梁及蓋板根部位置對接焊縫和蓋板端部角焊縫位置裂紋的發(fā)展情況。結(jié)果表明，采用蓋板加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)這一構(gòu)造形式可有效減小對接焊縫位置的裂紋長度，并且加載后半段裂紋的發(fā)展速度有所降低;角焊縫位置的裂紋長度比對接焊縫位置略小。
　　(5)討論蓋板幾何尺寸的取值對蓋板加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)裂紋長度的影響。結(jié)果表明，隨著蓋板長度的增加，對接焊縫上裂