钢框架扩翼型节点的有限元分析与试验对比★

韩学建 桑 勇

(重庆单轨交通工程有限责任公司，重庆 400081)

0 引言

在1994年的美国北岭地震以及1995年的日本阪神地震中，发生了大范围的连接脆性破坏，破坏程度由细小的微裂纹到完全的柱截面断裂破坏不等［1-3］。塑性铰外移是解决钢框架连接抗震性能问题的有效途径，而梁端翼缘扩翼型节点是实现塑性铰外移的一种有效方法。近年来，国内外对考虑塑性铰外移的梁端翼缘扩翼型节点的研究已取得了一定成果，但由于起步较晚，有关的试验资料非常有限，也缺乏相应的理论研究，因此对梁端翼缘扩翼型节点做深入系统的研究是非常必要的。

1 有限元模型

本文在模型建立的过程中，对Solid92实体单元施加约束时，对试件柱的上下端施加X，Y，Z三个方向的固定约束，在梁的自由端施加X方向的约束，对梁端截面的所有节点进行Y方向位移耦合，外力相当于梁的平面外约束，以位移的方式施加于耦合面的主节点上。分析中为了突出节点构造对节点性能的影响，忽略了焊接残余应力和高强螺栓的影响。

2 试验验证

试验按真实结构尺寸1∶2的比例设计，试件的梁柱截面尺寸及扩翼参数见表1，节点连接的构造示意图见图1，图2，参照我国JGJ 99-98高层民用建筑钢结构技术规程的规定将梁腹板端头上下角切割成扇形缺口，切口半径为35 mm［4］。

图1 试件WFS-1扩翼部分

表1 试件截面尺寸及扩翼参数

图2 试件WFS-2扩翼部分

2.1 破坏形态对比

破坏形态对比如图3，图4所示，可以看出有限元模型可以对节点的局部屈曲现象有较好的模拟。……