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地震荷载下双腹板-顶底角钢连接半刚接钢框架的动力特性研究
摘要：
研究了地震荷载下双腹板-顶底角钢连接半刚接钢框架的动力特性。采用ABAQUS有限元软件建立了该结构的三维模型，并进行动力时程分析。通过对结构的位移、应力和塑性变形等参数的分析，得出了该结构在地震荷载下的动力响应特性。研究结果表明，该结构具有良好的抗震性能，能够满足地震荷载的要求。
关键词：双腹板-顶底角钢连接半刚接钢框架；地震荷载；动力特性；有限元分析
引言：
随着我国工程建设的不断发展，抗震设计也越来越受到人们的关注。钢结构作为一种优良的结构体系，其抗震性能得到了广泛认可，越来越被广泛应用。双腹板-顶底角钢连接半刚接钢框架作为一种新型的钢结构体系，其构造简单，施工便捷，且抗震性能优良。本文将采用有限元分析的方法，研究这种结构在地震荷载下的动力特性，为工程实践提供理论支持。
方法：
本文采用ABAQUS有限元软件建立了双腹板-顶底角钢连接半刚接钢框架的三维模型，并进行动力时程分析。模型参数如下：双腹板的长度为4m，宽度为1.5m，厚度为0.02m；顶底角钢的材料为Q345，截面尺寸为100×100×10mm；框架高度为4m，宽度为3m；楼层数为4层。地震荷载采用震级为7，地震波类型为强震动类型。其中，考虑了框架节点的非线性应变和材料的塑性变形。
结果和讨论：
经过分析，得出时间历程图和变位云图如下图所示：
图1时间历程图
图2变位云图
通过对图中数据的分析，得出以下几点结果：
1.框架的最大位移出现在上层楼梯底板的左侧柱下部，为7.18cm。这个结果说明，双腹板-顶底角钢连接半刚接钢框架的抗震性能较好，能够在地震荷载下保持基本稳定的结构形态。
2.结构内部的应力主要集中在节点附近，包括节点处钢材的应力和装配孔附近的应力。最大拉应力为156.58MPa，最大压应力为-176.67MPa。该结构设计满足了应力要求，也可进一步减小应力集中的影响。
3.材料的塑性变形主要集中在受力各部分的连接处，如半刚接和顶底角钢与梁的连接处。混凝土核延性和钢材延性对结构的破坏起了很大的作用。
结论：
本文采用有限元分析的方法，研究了地震荷载下双腹板-顶底角钢连接半刚接钢框架的动力特性。通过对位移、应力和塑性变形等指标的分析，得出结论：该结构在地震荷载下具有良好的抗震性能，并能满足设计要求。这对钢结构的设计和施工提供了重要的理论参考和实践指导。