狗骨式刚性连接钢框架抗震性能试验与有限元分析

"钢框架抗震性能试验研究和数值分析 (2006年)，吴芸，张其林，王旭峰，同济大学建筑工程系" 这篇论文深入探讨了钢框架在地震作用下的抗震性能，特别是针对一种名为“狗骨式刚性连接”的钢框架结构。这种结构的特点在于其节点设计，通过在梁翼缘附近减弱截面，使得在地震发生时，塑性变形能够发生在梁端，而不是在易损的节点焊缝处，从而提高结构的延展性和抗震能力。 试验部分是论文的重点，作者们设计并实施了低周往复荷载下的实验，目的是观察狗骨式刚性连接钢框架的破坏形态、变形特征、荷载-位移滞回曲线以及结构的耗能性能。滞回曲线是评估结构抗震性能的重要指标，它反映了结构在反复荷载下的能量消耗和恢复能力。通过实验，研究人员能够分析结构在地震中的动态响应，以及其在耗能和恢复过程中的表现。 此外，论文还采用了有限元分析方法来模拟狗骨式刚性连接钢框架的行为，这种方法能够更精确地模拟复杂结构的力学行为。实验结果与有限元分析的吻合性表明，这种数值分析工具可以有效预测狗骨式节点在地震荷载下的响应。 论文中提到的“狗骨式”节点设计，其灵感来自于其形状类似于狗的骨头，通过优化梁端的截面，可以引导塑性变形并增强结构的耗能机制。这种设计策略旨在利用钢材的塑性特性，以达到更好的抗震效果，类似于保险丝的角色，可以在地震中吸收和分散能量，保护整个框架免于灾难性破坏。 在材料性能测试方面，研究人员按照国家标准对Q235钢进行了拉力试验，以确保所用材料的质量和性能满足设计要求。10.9级摩擦型高强螺栓和E4311焊条的选择也是为了保证结构的连接强度和耐久性。 这篇论文提供了对狗骨式刚性连接钢框架抗震性能的深入理解和实证研究，为钢结构设计提供了新的思路和理论支持，特别是在地震频发地区的建筑设计中具有重要的实践意义。