基于修正的组件法对钢结构体系中节点耗能能力的研究

Joint plays an important role in the steel structure, it has important influence on the stiffness, stability and bearing capacity of the structure system. Recently, taking full advantage of the joint’s energy dissipation capacity has been the focus. However, the energy dissipation capacity research of multiple panel zones under different loading conditions has not got enough attention. The reason is that the correlational relationship between the components is not considered in early studies and the developing degree of the energy dissipation capacity and failure process for different components are not clarified.. This project takes the modification for the component method as the starting point. The accurate component splitting method will be given based on the research of the force distribution law and deformation mechanism of the panel zone, and the accurate boundary conditions for each component will be built based on the confirmation of correlational relationship between the components, finally the energy dissipation mechanism of joints could be reflected by analyzing the energy dissipation capacity of components. This project combines the component method with energy dissipation capacity research, more accurate joint constitutive relationship could be obtained, also panel zone design and analysis method could be promoted.

节点在钢结构体系中具有重要作用，其性能对结构体系的刚度、稳定性和承载力有着重要影响，在钢结构体系中充分利用节点的耗能能力也是近年的研究热点。目前针对不同结构形式、不同加载条件下的节点耗能能力的研究还未引起足够的重视，原因在于前期研究中并没有理清节点各组件之间的相关关系，对于不同组件耗能能力的发挥程度以及相应的破坏顺序没有清楚的认识。. 本项目以修正的组件法为根本出发点，在充分研究节点的内力分布规律和基本变形机理的基础上，给出精确的组件拆分方法；通过建立组件之间的相关关系，给出各组件精确的边界条件；最终通过分析组件的耗能能力来反应节点自身的耗能机制。本项目将组件法和节点耗能结合在一起分析研究，给出更加准确的节点本构关系的同时，对于节点模型的设计和分析方法的改进也有很强的促进作用。

节点在钢结构体系中具有重要作用，其性能对结构体系的刚度、稳定性和承载力有着重要影响。在钢结构体系中充分利用节点的耗能能力也是近年的研究热点。目前针对不同结构形式、不同加载条件下的节点耗能能力的研究还未引起足够的重视。原因在于前期研究中并没有理清节点各组件之间的相关关系，对于不同组件耗能能力的发挥程度以及相应的破坏顺序没有清楚的认识。. 项目负责人课题组按照本基金项目既定的技术路线和研究计划，进行了一系列工作，取得了一定成果。主要内容有：（1）对钢节点中楼板的组合效应的研究；（2）对T型连接件的力学性能研究；（3）对栓板单元中的螺栓翘力的研究；（4）对空间钢框架的半钢性性能研究；（5）对外伸端板连接节点耗能研究。基于以上内容，项目研究者理清了节点的内力分布规律和基本变形机理；在考虑组件之间相关关系的基础上，合理的规划了拆分模型；对组合楼板，T型连接件（翼缘，腹板，螺栓）等特殊力学组件进行了试验研究以及理论分析，进而开展了节点模型的力学分析，量化了部分组件的参数变化对节点的力学性能的影响，最终将节点信息导入三层带支撑钢框架模型中校核分析，实现了从力学组件到结构构件再到整体结构的有机结合。. 研究者在此项目成果的基础上，拓展了连接焊缝以及栓板单元的综合力学性能研究工作，逐步完善以组件法为基础的节点力学组件信息库，拟形成标准化的分析思路。并以此为基础，申报国家基金面上项目。