天津大学低碳风洞实验室总装协同作用分析及节点研究

发布时间：2019-11-15 11:00

【摘要】：随着我国经济的迅猛发展和科技水平的持续提高,人们对于结构形式多样化的需求也日益增长,各种新型结构形式及空间结构体系得到重视和发展。传统的建筑结构设计,一般是各类结构单独作用分别考虑,将主体结构与大跨度屋盖结构分别进行计算分析,这种方法不能反映屋盖结构刚度对主体结构的贡献及其在各种荷载作用下对主体结构的影响,也不能反应主体结构有限刚度对屋盖结构的效应放大及连接界面处的弹性支承,存在一定的安全隐患。本文以天津大学低碳风洞实验室为背景,对弦支梁屋盖结构和主体框架结构进行了单体分析,研究了结构在各种荷载工况下杆件的内力、变形特点。在单体分析的基础上,对天津大学低碳风洞实验室进行了总装协同作用分析,并与单体分析结果进行对比,研究了单体分析与总装分析产生偏差的原因,阐明了考虑结构协同作用的重要性,对总装分析的必要性做出评价。针对栓焊混合连接节点的不足,在隔板贯通节点的基础上,本文提出了一种新型的方形钢管混凝土柱梁节点形式-下栓上焊式隔板贯通节点。采用Abaqus有限元软件,考虑了几何非线性、材料非线性和接触非线性,以下翼缘与下隔板连接的螺栓数量为参变量,对下栓上焊式隔板贯通节点进行了参数化实体建模分析,得到了节点的应力分布规律,并对节点的抗震性能作出了综合评价。分析结果表明:节点失效是由于钢梁靠近上隔板部位的翼缘屈曲,屈曲部位发生在焊缝热影响区附近,避开了柱根关键部位,使塑性铰出现在梁上,体现了“强柱弱梁,强节点弱构件”的抗震要求;随着螺栓数量的增加,节点的初始刚度有所提高,但刚度退化速率相差不大,节点的屈服承载力和极限承载力均有所提高;节点的荷载-位移曲线呈饱满的梭形,延性系数为2.746,节点屈服后仍具有较好的变形能力,延性较好;等效粘滞阻尼系数为0.388,具有较强的抗震耗能能力。
【图文】：

钢结构建筑以价格经济、施工方便、节能环保等优点，为绿色建筑的发展指明了方向，在北京奥运会场馆及上海世博会场馆的建设中起到了举足轻重的作用，如图1-1~1-4。我国非常重视绿色建筑的发展，相继出台了节能减排和绿色建筑的发展政策[2]，进一步推进建筑节能，促进绿色建筑的发展。钢结构建筑作为绿色与经济兼顾的结构形式，必将取得更快的发展。图1-1 北京奥运会主场馆 图1-2 国家体育馆图1-3 世博会主题馆 图1-4中国国家馆

进一步推进建筑节能，，促进绿色建筑的发展。钢结构建筑作为绿色与经济兼顾的结构形式，必将取得更快的发展。图1-1 北京奥运会主场馆 图1-2 国家体育馆图1-3 世博会主题馆 图1-4中国国家馆
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU398.9

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本文编号：2561281