扩翼型钢框架梁柱连接节点参数优化分析
发布时间：2020-06-17 17:42
【摘要】：传统钢结构框架体系在我国实际建筑中已经应用广泛。在传统设计理念中,钢结构框架一直被认为是具有良好抗震性能的结构体系之一。但是美国北岭和日本阪神地震颠覆了这种观念,在两次地震中,很多全焊接钢框架梁柱连接节点出现了脆性破坏,并未出现预想的延性破坏。为了避免节点脆性破坏,许多学者提出了新型延性钢节点的构想,新型延性钢节点的基本原理是将塑性铰移离梁端,使节点具有更好的延性性能和耗能能力。为了新型延性钢框架在我国的推广与应用,本文以扩翼型钢框架梁柱连接节点为研究对象,利用理论分析、数值模拟与试验研究从滞回性能、断裂指数等方面对扩翼型钢节点进行了深入研究,通过对比滞回性能与断裂指数来优化扩翼处参数,为新型延性钢框架的抗震性能研究提供基础理论与数据支持,主要有以下几方面研究:(1)扩翼型钢框架梁柱连接节点滞回性能试验研究与分析:采用两组足尺扩翼型钢框架梁柱连接节点试件和一组足尺普通型钢框架梁柱连接节点试件进行滞回性能试验,分析各试件在低周往复荷载下的滞回性能,如滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化等,通过这些指标分析扩翼处参数对钢节点滞回性能的影响并给出合理建议。(2)扩翼型钢框架梁柱连接节点有限元分析:基于有限元理论,利用ABAQUS有限元软件建立三维钢框架梁柱连接节点有限元非线性分析模型,通过试验结果对有限元模型相关参数进行修正,对钢框架梁柱连接节点模型进行非线性分析,研究扩翼处参数(扩翼段直线长度la、凹弧段长度lb、扩翼宽度c)对钢框架梁柱连接节点滞回性能的影响,并通过有限元分析结果优化扩翼处参数。(3)对扩翼型钢框架梁柱连接节点进行断裂指标分析:从损伤力学理论角度,通过扩翼处参数的变化建立18组三维扩翼型钢框架梁柱节点与普通型节点的损伤分析模型,通过分析应力三轴度、开裂指数、等效塑性应变指数等指标来研究节点处延性开裂演化过程,计算裂纹生长长度,分析普通节点与扩翼型节点在塑性节点断裂特性,通过与滞回性能结果对比分析,在前优化基础上对扩翼参数进一步优化。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU391
【图文】：
因此具备较高的性价比优势，在单层钢架和底层框架的梁柱节点连接处使用非常广泛；逡逑在我国对于钢结构刚性节点应用非常普遍，通常以三种形式出现：逡逑⑴全焊型节点连接（图１．１ａ）。梁翼缘部位与柱上下翼缘端部采用对接剖口焊形式连逡逑接，而柱翼缘与梁腹板端部处采用角焊缝形式连接。此种形式连接在强震作用下，在节点逡逑域范围内易发生脆性断裂破坏；逡逑（２）螺栓与焊接混合型节点连接（图丨．ｌｂ）。螺栓与焊接混合连接指柱翼缘与梁上下翼缘逡逑端部采用对接形式的剖口焊连接，而梁腹板端部与柱翼缘部位采用通用螺栓连接，此种节逡逑点混合连接方式对于加工和制作以及安装都具有很好的通用性，经济效益非常高，力学性逡逑能表现良好，是我国现阶段所采用的梁柱节点连接的主要形式。逡逑
一般通过设置过渡板、肋板等构造结构来加强节点承载性能的，在不降低整体性能逡逑的情况下实现了梁塑性较外移，避免节点焊缝脆性破坏，保护梁柱节点。梁端扩翼型节点逡逑如图１．３所示。逡逑ｍ逦言逦亩逡逑Nｒ邋，逦—逦Nｓ逡逑－－ｈ￣逦１逦■逡逑了＾邋丨邋！邋ｖ逦ｊｖ逡逑－ｕｉ逦Ｕ逦４１－逡逑＾＾ｈｅｅｅｅｅｂ逦＾Ｂｅｅｅｅｅｂ逡逑（ａ）翼缘扩翼型逦（ｂ）翼缘侧板加强型逦（ｃ）翼缘板型逡逑—逦＂ｐｉ逦ＴｔＹ逡逑．．ｉｆｃｒｒｌ逡逑城逦旦逡逑——－￣４逦ｅ—＾＝ｔ逦—逡逑（ｄ）翼缘盖板型逦（ｅ）翼缘加肋型逦（ｆ）翼缘加腋型逡逑图１．３梁端翼缘扩大型节点逡逑世界发达国家都在积极采用与推广新型延性钢结构节点，而我国目前仍处于研宄数据逡逑积累阶段。本文将对扩翼性钢框架梁柱连接节点的滞回性能、受力行为与^u裂指数进行试逡逑验研[傆胧的Ｄ猓诖嘶。舳岳┮硇透挚蚣芰褐忧虻睦┮泶Τ叽缃杏呕义衔夜窈罄┮硇愿挚蚣芰褐咏诘愕耐乒阌胗τ锰峁┦堇舫牛义希保补谕飧纸峁菇诘阊芯肯肿醇胺⒄苟义希保玻逼胀ǜ纸峁菇诘阊芯肯肿村义暇菝拦腿毡镜难芯咳嗽本罅康南殖〉鞑樵诤庇龅卣鹱饔孟缕胀ǜ挚蚣芰褐义辖咏诘愕钠苹登榭觯芙崃舜晨雇涓挚蚣芰褐咏诘悴苹敌问郊霸颉８挚蚣芰哄义现咏诘愕纳杓圃诖沉ρЩ≈希⒘粲凶愎坏某性乜占湟缘挚沟卣鹱饔枚愿挚蚣苠义狭褐诘愕挠跋臁４承问礁挚蚣芙诘阌虻目拐鹦阅芎推苹敌问接牍娣对ど璧慕峁呛隙儒义辖细
本文编号：2717932
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU391
【图文】：
因此具备较高的性价比优势，在单层钢架和底层框架的梁柱节点连接处使用非常广泛；逡逑在我国对于钢结构刚性节点应用非常普遍，通常以三种形式出现：逡逑⑴全焊型节点连接（图１．１ａ）。梁翼缘部位与柱上下翼缘端部采用对接剖口焊形式连逡逑接，而柱翼缘与梁腹板端部处采用角焊缝形式连接。此种形式连接在强震作用下，在节点逡逑域范围内易发生脆性断裂破坏；逡逑（２）螺栓与焊接混合型节点连接（图丨．ｌｂ）。螺栓与焊接混合连接指柱翼缘与梁上下翼缘逡逑端部采用对接形式的剖口焊连接，而梁腹板端部与柱翼缘部位采用通用螺栓连接，此种节逡逑点混合连接方式对于加工和制作以及安装都具有很好的通用性，经济效益非常高，力学性逡逑能表现良好，是我国现阶段所采用的梁柱节点连接的主要形式。逡逑
一般通过设置过渡板、肋板等构造结构来加强节点承载性能的，在不降低整体性能逡逑的情况下实现了梁塑性较外移，避免节点焊缝脆性破坏，保护梁柱节点。梁端扩翼型节点逡逑如图１．３所示。逡逑ｍ逦言逦亩逡逑Nｒ邋，逦—逦Nｓ逡逑－－ｈ￣逦１逦■逡逑了＾邋丨邋！邋ｖ逦ｊｖ逡逑－ｕｉ逦Ｕ逦４１－逡逑＾＾ｈｅｅｅｅｅｂ逦＾Ｂｅｅｅｅｅｂ逡逑（ａ）翼缘扩翼型逦（ｂ）翼缘侧板加强型逦（ｃ）翼缘板型逡逑—逦＂ｐｉ逦ＴｔＹ逡逑．．ｉｆｃｒｒｌ逡逑城逦旦逡逑——－￣４逦ｅ—＾＝ｔ逦—逡逑（ｄ）翼缘盖板型逦（ｅ）翼缘加肋型逦（ｆ）翼缘加腋型逡逑图１．３梁端翼缘扩大型节点逡逑世界发达国家都在积极采用与推广新型延性钢结构节点，而我国目前仍处于研宄数据逡逑积累阶段。本文将对扩翼性钢框架梁柱连接节点的滞回性能、受力行为与^u裂指数进行试逡逑验研[傆胧的Ｄ猓诖嘶。舳岳┮硇透挚蚣芰褐忧虻睦┮泶Τ叽缃杏呕义衔夜窈罄┮硇愿挚蚣芰褐咏诘愕耐乒阌胗τ锰峁┦堇舫牛义希保补谕飧纸峁菇诘阊芯肯肿醇胺⒄苟义希保玻逼胀ǜ纸峁菇诘阊芯肯肿村义暇菝拦腿毡镜难芯咳嗽本罅康南殖〉鞑樵诤庇龅卣鹱饔孟缕胀ǜ挚蚣芰褐义辖咏诘愕钠苹登榭觯芙崃舜晨雇涓挚蚣芰褐咏诘悴苹敌问郊霸颉８挚蚣芰哄义现咏诘愕纳杓圃诖沉ρЩ≈希⒘粲凶愎坏某性乜占湟缘挚沟卣鹱饔枚愿挚蚣苠义狭褐诘愕挠跋臁４承问礁挚蚣芙诘阌虻目拐鹦阅芎推苹敌问接牍娣对ど璧慕峁呛隙儒义辖细
本文编号：2717932
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