H 型鋼柱梁節(jié)點(diǎn)試件的抗震性能研究

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鋼框架抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一般需遵守“強(qiáng)柱弱梁”準(zhǔn)則；鋼框架結(jié)構(gòu)柱梁節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)柱系數(shù)，結(jié)構(gòu)抗震等級一級為1.15、二級為1.10、三級為1.05。而H 型鋼柱強(qiáng)軸方向的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)柱系數(shù)大于1.1，將其作為框架的基本耗能結(jié)構(gòu)，則與“強(qiáng)柱弱梁”準(zhǔn)則沖突?；诖诵枰Y(jié)合H 型鋼柱梁抗震性能情況，積累相關(guān)的分析數(shù)據(jù)，對于提升結(jié)構(gòu)應(yīng)用性能有著積極作用。

1 影響H 型鋼柱梁抗震性能的主要因素

1.1 翼緣寬厚比

在干擾H 型鋼柱梁抗震性能影響因素中，翼緣寬厚比屬于影響性較大的因素之一。假定鋼材銹蝕前后密度及寬度不變，那么此時(shí)結(jié)構(gòu)的失重率與板厚損失率保持一致，此時(shí)在計(jì)算過程中，可以將板厚損失作為結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)的折算損失，同時(shí)建立集合A（A={a1,a2,a3...an}）來表示在不同翼緣寬厚比情況下的H 型鋼構(gòu)件，隨后對其抗震性能進(jìn)行分析?；诜e累的數(shù)據(jù)信息可以了解到，在翼緣寬厚比不斷增加的情況下，構(gòu)件的屈曲荷載也處于不斷降低的狀態(tài)，而材料初期峰值也出現(xiàn)了較大變化，其性能參數(shù)也因此受到了較大程度的影響，具體體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)剛度開始不斷劣化，從而影響到結(jié)構(gòu)本身的抗震性能。

1.2 腹板高厚比

在對腹板高厚比影響情況展開分析時(shí)，也需要建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)體系，基礎(chǔ)內(nèi)容和1.1 中基本保持一致，根據(jù)積累的數(shù)據(jù)信息可以了解到，在腹板高厚比不斷增加的情況下，H 型剛構(gòu)件的屈服荷載也出現(xiàn)了不斷降低的狀態(tài)，而材料初期峰值和滯回性能也還處于影響不明顯的情況。總結(jié)導(dǎo)致此類情況出現(xiàn)的原因可以了解到，導(dǎo)致此類情況出現(xiàn)的主要原因在于翼緣局部，因?yàn)樵谇闆r的影響下，所產(chǎn)生的破壞特征對于腹板結(jié)構(gòu)具備一定的約束性，這也決定了結(jié)構(gòu)變化時(shí)也會側(cè)面影響到結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特征，使其性能處于波動(dòng)的應(yīng)用狀態(tài)，從而影響到結(jié)構(gòu)承載力。

1.3 軸壓比

在對軸壓比信息進(jìn)行分析時(shí)，也需要結(jié)合現(xiàn)階段應(yīng)用情況建立相應(yīng)的有限元模型，基于失重率情況不斷增加的背景下，H 型剛構(gòu)梁結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了強(qiáng)度下降的情況，此時(shí)對于結(jié)構(gòu)骨架曲線進(jìn)行分析，由此可以了解到結(jié)構(gòu)下降速度也在增加，同時(shí)構(gòu)件形變能力也在縮減，從而干擾到結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)下的抗震性能。

2 H 型鋼柱梁節(jié)點(diǎn)試件抗震性能分析

2.1 柱、梁及節(jié)點(diǎn)域強(qiáng)度

在分析結(jié)構(gòu)抗震性能情況時(shí)，需要兼顧到柱、梁及節(jié)點(diǎn)域強(qiáng)度參數(shù)，在對其展開具體的應(yīng)用分析時(shí)，可以建立相應(yīng)的關(guān)聯(lián)性模型，同時(shí)搭配相應(yīng)計(jì)算公式來完成該環(huán)節(jié)分析工作。根據(jù)分析結(jié)果可以了解到，各部分結(jié)構(gòu)之間存在著較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，結(jié)合擬定公式可以順利完成節(jié)點(diǎn)強(qiáng)柱系數(shù)和強(qiáng)度比等情況，基于此類情況來進(jìn)行各試件結(jié)構(gòu)得命名，以便于后續(xù)分析工作的有序進(jìn)行，提升分析結(jié)果的可靠性。

2.2 試件變形檢測

在對試件變形情況展開應(yīng)用監(jiān)測時(shí)，需要先進(jìn)行試件位移計(jì)布置情況的檢查工作，確保其工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。為了提升檢測結(jié)果可靠性，多采用三組位移計(jì)來完成變形檢測。其中一個(gè)位移計(jì)用于檢測H 型梁端的水平位移情況，另一個(gè)位移計(jì)則用于計(jì)算柱正面翼緣水平位移，剩余一個(gè)位移計(jì)則用于檢測結(jié)構(gòu)垂直方向上的位移情況，根據(jù)獲取數(shù)據(jù)來分析結(jié)構(gòu)形變情況。根據(jù)獲取到的數(shù)據(jù)信息可以了解到，所檢測內(nèi)容之間存在著較為明顯的幾何關(guān)系，即在節(jié)點(diǎn)域出現(xiàn)形變時(shí)，此時(shí)會引起梁端轉(zhuǎn)角的變化，使結(jié)構(gòu)荷載情況出現(xiàn)變化，此時(shí)結(jié)構(gòu)抗震性能也會處于波動(dòng)的情況，這也要求在H型梁應(yīng)用過程中，需要對試件形變量做好控制，適當(dāng)增加補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，從而提升結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性。

2.3 彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線分析

在該曲線繪制過程中，需要在前期試驗(yàn)中進(jìn)行反復(fù)荷載的增加，采集相關(guān)應(yīng)用數(shù)據(jù)，從而得到相應(yīng)的分析曲線，對結(jié)構(gòu)抗震性進(jìn)行綜合性分析，如果所得到曲線的飽滿度越高，那么結(jié)構(gòu)本身所消耗地震能量的能力也越強(qiáng)，即結(jié)構(gòu)抗震性能的理想性情況也越強(qiáng)。在具體的試驗(yàn)過程中，會將結(jié)構(gòu)梁端彎矩作為基礎(chǔ)變量，相對應(yīng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角會作為因變量來進(jìn)行分析。根據(jù)積累數(shù)據(jù)可以了解到，在節(jié)點(diǎn)域強(qiáng)度開始不斷提升的同時(shí)，結(jié)構(gòu)本身的承載力也呈現(xiàn)出不斷增加情況，而結(jié)構(gòu)的形變量也在此過程開始不斷遞減，此時(shí)反饋出的節(jié)點(diǎn)域試件也呈現(xiàn)出卓越性較強(qiáng)的情況，同時(shí)也對結(jié)構(gòu)抗震性能的提升提供數(shù)據(jù)參考[1]。

2.4 試件骨架曲線

該曲線的繪制，能夠直觀體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)在反復(fù)荷載試驗(yàn)情況下所產(chǎn)生的循環(huán)情況。在對曲線內(nèi)容進(jìn)行分析時(shí)，需要對曲線中顯示的峰值點(diǎn)進(jìn)行確定，其表示構(gòu)件在不同應(yīng)用階段所受力和變形之間的關(guān)系特征，同時(shí)該分析結(jié)果也是后續(xù)進(jìn)行模型恢復(fù)的重要特征。在具體應(yīng)用過程中，可以結(jié)合采集試件的基礎(chǔ)荷載情況，對于骨架曲線進(jìn)行分析，結(jié)合以往資料可以了解到，相應(yīng)構(gòu)件的整體曲線比較類似，節(jié)點(diǎn)域強(qiáng)度最小的構(gòu)件會先進(jìn)入到塑性階段，隨后其他構(gòu)件也按照強(qiáng)度順序依次進(jìn)入到塑性階段。但是節(jié)點(diǎn)域強(qiáng)度和剛度之間的差異性相對較小，但是在節(jié)點(diǎn)域強(qiáng)度不斷增加的情況下，梁結(jié)構(gòu)形變也在不斷增加，從而對構(gòu)件抗震性能帶來較大影響[2]。

2.5 承載能力分析

除了上述分析內(nèi)容外，在實(shí)際處理過程中，還需要進(jìn)行承載能力參數(shù)信息的分析工作，對于和結(jié)構(gòu)抗震性能的分析，可以轉(zhuǎn)換為承載能力和結(jié)構(gòu)形變、加載循環(huán)次數(shù)等內(nèi)容進(jìn)行分析，整理數(shù)據(jù)后可以發(fā)現(xiàn)，在節(jié)點(diǎn)域強(qiáng)度不斷增加的情況下，構(gòu)件承載力也呈現(xiàn)出不斷增大的趨勢，而且結(jié)構(gòu)之間的最大承載力基本保持一致，處于線彈性的應(yīng)用狀態(tài)[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，在H 型鋼梁應(yīng)用過程中，其抗震性能是否穩(wěn)定一致都是需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。從實(shí)際應(yīng)用情況來看，可以從多個(gè)角度來分析不同因素和結(jié)構(gòu)抗震性能之間的關(guān)聯(lián)性，積累相應(yīng)的應(yīng)用數(shù)據(jù)，一方面，可以對H 型鋼參數(shù)進(jìn)行應(yīng)用調(diào)整提供數(shù)據(jù)參考，另一方面，能夠提高結(jié)構(gòu)應(yīng)用價(jià)值，確保其工作狀態(tài)穩(wěn)定性。