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剖分T型钢梁柱连接滞回性能研究
摘要
在本研究中，通过实验和模拟的方法，研究了T型钢梁柱连接的滞回性能。实验结果表明，剖分T型钢梁柱连接具有良好的耗能性能和承载能力，能够满足抗震要求。通过有限元模拟，分析了连接构件的应力-应变性能，验证了实验结果的准确性。本研究对于提高T型钢梁柱连接的抗震性能具有一定的参考意义。
关键词：T型钢梁柱连接；滞回性能；耗能性能；有限元模拟
引言
T型钢梁柱连接是构成钢框架结构中重要的节点，其抗震性能对于整个结构的安全性起着至关重要的作用。针对常规T型钢梁柱连接在强震作用下易发生骨架破坏、抗震性能差等问题，近年来出现了剖分T型钢梁柱连接。其主要特点是将T型钢梁剖分成一组或多组，分别与柱子连接，能够有效地提高连接构件的耗能性能和承载能力。
本研究针对剖分T型钢梁柱连接的滞回性能进行了实验和数值模拟，分析了连接构件的应力-应变关系、荷载-变形关系和耗能能力，为提高T型钢梁柱连接的抗震性能提供了参考依据。
材料和方法
2.1实验材料
本实验采用Q345B型材作为T型钢梁材料，连接件为Q690高强钢板。T型钢梁剖分方式为将T型钢梁剖分成两段，每段长度比为1:2，在梁与柱交汇处约50mm处穿孔后用高强螺钉固定。
2.2实验方法
将T型钢梁柱连接按照比例放大后做成试验样件，在万能试验机上进行双向循环荷载实验，记录其滞回曲线并计算其耗能能力和承载能力。具体实验参数如表1所示。
表1实验参数
试验样件尺寸360mm×360mm×800mm
T型钢梁尺寸120mm×60mm×5mm
连接件尺寸250mm×150mm×10mm
初始刚度317.7kN/mm
荷载速度5mm/min
试验次数3次
2.3数值模拟
采用有限元软件ABAQUS对T型钢梁柱连接进行数值模拟，分析其应力-应变关系、荷载-变形关系和耗能能力。具体模拟参数如表2所示。
表2数值模拟参数
材料模型塑性各向同性模型
单元类型六面体单元
初始网格数35000
加载方式双向循环加载
结果与分析
3.1实验结果
通过实验测试，得到T型钢梁柱连接的滞回曲线（图1），其中最大荷载为113.3kN，最大变形量为12.3mm，可见其具有良好的耗能能力和承载能力。试验结果表明，在剖分T型钢梁柱连接中，由于钢材的延性与焊接质量的保障，连接构件在受到荷载作用时能够有效地发挥其耗能能力，达到一定的抗震要求。
图1T型钢梁柱连接滞回曲线
3.2数值模拟结果
通过有限元模拟，分析了T型钢梁柱连接的应力-应变关系、荷载-变形关系和耗能能力。模拟结果显示，连接构件受到荷载作用时会出现一定的应力集中，但整体应力值较小，表明连接构件具有较好的抗震性能。同时，连接构件的变形量与实验数据基本一致，再次验证了连接构件的耗能能力和承载能力。
结论
本研究通过实验和数值模拟的方法，研究了剖分T型钢梁柱连接的滞回性能。实验结果表明，连接构件具有良好的耗能能力和承载能力，能够满足抗震要求；通过有限元模拟，验证了连接构件的应力-应变关系和荷载-变形关系，进一步证明了其抗震性能。
综上所述，剖分T型钢梁柱连接是一种有效提高钢框架结构抗震性能的连接方式，对于提高建筑结构的安全性和抗震性具有重要意义。但是其具体应用还需要进一步的研究和实践。