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ALC板与钢框架连接节点的抗震性能分析
- 2018-12-04 -

蒸压加气混凝土板(ALC板)是以水泥、石灰以及硅质原料为原材料在高温、高压蒸汽作用下固化而成的一种轻质混凝土板。具有质量轻、保温隔热性能好、不易燃烧、耐火性能强、工业化生产等优点,为最常见的一种围护墙体。但由于缺乏合适的连接方法,地震作用时会导致ALC外墙板脱落、损坏以及面内、面外变形等灾害。为了克服上述缺点,笔者通过对国内外墙板与钢框架已有连接节点的研究,开发了一种新型连接节点。本连接节点可以适应两个阶段的变形,当地震作用较小时本连接为铰支撑连接;当地震作用较大时本连接为可滑动并转动连接

本文采用ABAQUS有限元分析软件对安装有3片ALC板的局部连接节点模型进行了非线性数值分析,参数为孔径比、ALC板厚度,共计12个模型,模型编号。

2 有限元模型和分析方法

分析模型为与钢梁连接的节点

由于连接节点需要适应不同级别的地震作用,连接件与螺栓连接处的螺栓孔设置为长螺栓孔。分析中主要采用的参数为连接件孔径长轴b与短轴a的比值、ALC板的厚度t。文中采用常用的楼层高度模数即ALC板的高度为3 000 mm,宽度为600 mm。

模型中ALC板、螺栓、连接件均采用C3D8R单元模拟,代替框架的刚性板采用S4R单元模拟。单元网格的划分对有限元模型计算精度的影响很大,为此参考文献划分网格。为了提高计算速度将ALC板开孔处进行网格细化,其余部分网格较疏,网格划分。

在有限元分析中钢材的材料性能有:屈服应力σy=345 MPa,弹性模量E=2.06×105 MPa,泊松比ν=O.3,应力-应变关系采用二折线型如图4所示,高强螺栓的材料性能为σy=785 ,E=2.06×105 MPa,ν=0.3,ALC板的材料力学特性为弹性模量E=1.75×103 MPa,ν=0.2,应力-应变曲线如图5所示。ALC板开裂后其抗拉强度为0。

3 加载方式和边界条件

GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》规定,设防烈度及多遇地震作用下,框架结构层间位移角的限值为1/250,罕遇地震作用下层间位移角的限值为l/50。采用梁端施加往复位移荷载方式进行加载,加载曲线所,边界条。



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