采用T型钢连接的可拆换钢梁抗震性能试验与数值研究

来源：振动与冲击杂志2024年第7期北京时间：

作者：门进杰，张谦,，李家富，王家琛，张辉煌，徐超

单位：1. 西安建筑科技大学土木工程学院， 西安710055； 2. 中冶京诚工程技术有限公司， 北京100176

摘要：提出了一种采用T型钢连接的可拆换钢梁，在地震作用下T型钢集中耗散地震能量，并在震后通过更换T型钢实现使用功能的恢复。通过合理设计T型钢连接、钢梁中间段和悬臂段的抗弯承载力关系，定义设计承载力削弱系数的取值范围，从而实现T型钢集中损伤耗能，钢梁中间段和悬臂段保持弹性的屈服机制。为了使T型钢连接件实现预期的损伤和最优的耗能效果，本文设计了4个腹板采用不同截面和材料的T型钢连接件，并对T型钢连接的可拆换钢梁试件进行了低周往复加载试验和有限元分析。结果表明：T型钢连接的可拆换钢梁可以实现预期的屈服机制，达到T型连接件集中耗能的目的；T型钢腹板的残余变形和螺栓应力可以满足拆换条件，拆换后结构功能不变，实现了较为理想的可更换机制。狗骨式腹板截面的T型钢连接件塑性变形更均匀，耗能区域更大，耗能效率提高约30%，拆换时间和残余变形与普通截面相差不大，建议腹板采用狗骨式截面；采用低屈服点钢材可以提高T型钢的耗能效率约40%，在设计承载力系数取值合理的情况下，T型钢腹板可以选择低屈服点钢材。最后，基于试验和有限元结果，考虑到T型钢连接件的可拆换性和钢梁材料利用率，建议设计承载力削弱系数取值为0.65~0.85。

关键词：可拆换钢梁；T型钢连接件；屈服机制；抗震性能；可拆换性能