装配式方钢管柱-H型钢梁半刚性连接钢框架静力性能研究
发布时间：2020-12-18 09:15
目前,我国正在大力发展装配式建筑。传统的钢结构梁柱节点因焊缝过多、现场施工复杂等问题与装配式建筑的“精细化”制造理念背道而驰,切实需要在梁柱节点这方面做出突破,并通过大量的试验和理论研究来促进装配式建筑的发展,以满足实际工程的需求。针对该现状,本文把一种新型方钢管柱-H型钢梁装配式半刚性节点应用于整体钢框架,并以足尺试验和有限元数值模拟相结合的方式开展了半刚性钢框架的研究工作。主要研究了半刚性钢框架在竖向荷载作用下的静力性能、承载机制、破坏形式以及适用性等,分析了不同节点刚度对半刚性钢框架整体静力性能的影响,并提出了一种较为简单的半刚性钢框架设计方法。对足尺寸装配式半刚性连接钢框架在梁跨中施加竖向集中力,进行整体静力性能试验,研究此类新型装配式半刚性连接钢框架的静力性能及破坏机理。试验结果表明:此类半刚性连接钢框架在框架梁承受跨中集中荷载时拥有较好的承载机制,框架梁（特别是梁的跨中区域）变形较大、破坏严重,而框架节点区以及框架柱拥有较高的安全度。利用ABAQUS有限元分析软件建立了试验框架的有限元模型,对比研究了半刚性钢框架的破坏形式以及整体静力性能,分析了重点区域的应力应变分布,结果...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多高层钢结构建筑Figure1-1Multi-storeyandtallsteelbuildings
（a）单线性模型 （b）双线性模型 （c）折线性模型 （d）M 单线性模型图 1-2 半刚性连接的几种线性模型Figure 1-2 Several linear models of semi-rigid connection线性模型是最简单的一种弯矩-转角关系曲线模型，但由于曲线转折点处刚度出现突变，使得计算误差较大。Zhu 等人[52]借助 Bounding-line 模型对半刚性连接的滞回性能进行了分析研究，有效解决了双线性模型和三线性模型中刚度的突变问题。1975，Frye 和 Morris[53]提出的多项式模型运用起来方便简单，能很好地代表M 特性，这种模型可以用一个奇次方多项式来表示：1 3 51 2 3( ) ( ) ( )r C kM C kM C kM式子中：k —是取决于连接类型和几何尺寸的常数；1 2 3C 、 C 、 C—曲线得拟合常数，其数值与节点形式有关。它的主要缺点是需要大量实验数据进行参数拟合，各参数没有具体的物理意义。另外，在多项式模型的曲线中，因曲线的斜率问题而大大制约了其使用性，Jones[54, 55]等人认为双线性和多项式模型不能够精确的表达半刚性连接的弯矩-
1 绪论的研究较少。如何采用可靠的研究方法来阐明方钢管柱-H 型钢梁半刚性节点的刚度以及确定半刚性节点的弯矩-转角关系，既方便实用，又能保证计算精度，这一方面问题有待思考。2、关于半刚性节点受力性能方面的研究绝大多数还停留在对节点自身特性的分析上，从而无法反应半刚性连接对整体钢框架受力性能的影响。特别是对于方钢管柱-H 型钢梁的这类半刚性节点，将其应用于整体钢框架的受力性能分析方面的研究亟待加强和完善。3、对如何在钢框架整体受力性能的分析中来较好地模拟梁柱的半刚性连接这一特性，以及分析不同节点刚度的半刚性连接钢框架的整体受力性能之间的区别，简化半刚性钢框架的设计过程，仍有待进一步研究。1.3.2 新型装配式半刚性节点的介绍
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Abaqus的顶底角钢连接节点的初始刚度计算[J]. 吴涛,白烨,孔正义. 吉首大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]火灾环境下钢结构响应行为的FDS-ABAQUS热力耦合方法研究[J]. 段进涛,史旦达,汪金辉,焦宇,何佩珊. 工程力学. 2017(02)
[3]新型钢结构外套板式节点的研究与分析[J]. 张晗. 江西建材. 2016(20)
[4]装配式方钢管柱与H型钢梁连接节点力学性能研究[J]. 庄鹏,王燕,张茗玮. 青岛理工大学学报. 2016(05)
[5]T型钢连接框架边柱空间节点抗震试验研究[J]. 布欣,王新武,谷倩. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(09)
[6]空间中框架半刚性梁柱连接节点抗震试验研究[J]. 贺欢欢,王新武. 钢结构. 2016(09)
[7]考虑节点半刚性的钢框架连续倒塌分析[J]. 鹿伟,王来,马洋. 四川建筑科学研究. 2016(04)
[8]半刚性连接钢框架基于极限状态的抗震设计[J]. 朱延章,潘志宏. 钢结构. 2016(08)
[9]基于半刚性节点组件法的修正设计方法[J]. 黄文娜,白睿. 山西建筑. 2016(22)
[10]装配式钢结构梁柱内套筒组合螺栓连接节点力学性能研究[J]. 王燕,马强强,杨松森. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(S1)
博士论文
[1]半刚性连接平面钢框架结构弹塑性分析及抗震性能研究[D]. 胡习兵.湖南大学 2007
硕士论文
[1]新型方钢管柱-H型钢梁拼接外套筒式节点抗震性能研究[D]. 冷乐.中国矿业大学 2017
[2]基于ABAQUS的智能有限元分析前处理技术研究[D]. 程中娜.山东大学 2017
[3]平端板半刚性连接钢框架二阶分析及设计方法研究[D]. 冯俊彪.郑州大学 2016
[4]新型方钢管柱-H型钢梁拼接外夹筒式节点静力性能研究[D]. 张志雄.中国矿业大学 2015
[5]新型钢结构外套板式节点的研究与分析[D]. 蔡浩明.昆明理工大学 2014
[6]半刚性节点刚度及对钢框架结构性能的影响研究[D]. 狄思凡.南京林业大学 2013
[7]基于SAP2000的大型结构可靠度分析[D]. 于忠翰.大连理工大学 2013
[8]方钢管柱H型钢梁外套板式节点承载力及多因素影响的数值模拟研究[D]. 朱墨.昆明理工大学 2013
[9]在役半刚性连接钢框架结构的抗震性能评估[D]. 王宝峰.大连理工大学 2010
[10]半刚性连接钢框架抗震性能的非线性有限元分析[D]. 周楠楠.山东科技大学 2007
本文编号：2923752
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多高层钢结构建筑Figure1-1Multi-storeyandtallsteelbuildings
（a）单线性模型 （b）双线性模型 （c）折线性模型 （d）M 单线性模型图 1-2 半刚性连接的几种线性模型Figure 1-2 Several linear models of semi-rigid connection线性模型是最简单的一种弯矩-转角关系曲线模型，但由于曲线转折点处刚度出现突变，使得计算误差较大。Zhu 等人[52]借助 Bounding-line 模型对半刚性连接的滞回性能进行了分析研究，有效解决了双线性模型和三线性模型中刚度的突变问题。1975，Frye 和 Morris[53]提出的多项式模型运用起来方便简单，能很好地代表M 特性，这种模型可以用一个奇次方多项式来表示：1 3 51 2 3( ) ( ) ( )r C kM C kM C kM式子中：k —是取决于连接类型和几何尺寸的常数；1 2 3C 、 C 、 C—曲线得拟合常数，其数值与节点形式有关。它的主要缺点是需要大量实验数据进行参数拟合，各参数没有具体的物理意义。另外，在多项式模型的曲线中，因曲线的斜率问题而大大制约了其使用性，Jones[54, 55]等人认为双线性和多项式模型不能够精确的表达半刚性连接的弯矩-
1 绪论的研究较少。如何采用可靠的研究方法来阐明方钢管柱-H 型钢梁半刚性节点的刚度以及确定半刚性节点的弯矩-转角关系，既方便实用，又能保证计算精度，这一方面问题有待思考。2、关于半刚性节点受力性能方面的研究绝大多数还停留在对节点自身特性的分析上，从而无法反应半刚性连接对整体钢框架受力性能的影响。特别是对于方钢管柱-H 型钢梁的这类半刚性节点，将其应用于整体钢框架的受力性能分析方面的研究亟待加强和完善。3、对如何在钢框架整体受力性能的分析中来较好地模拟梁柱的半刚性连接这一特性，以及分析不同节点刚度的半刚性连接钢框架的整体受力性能之间的区别，简化半刚性钢框架的设计过程，仍有待进一步研究。1.3.2 新型装配式半刚性节点的介绍
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Abaqus的顶底角钢连接节点的初始刚度计算[J]. 吴涛,白烨,孔正义. 吉首大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]火灾环境下钢结构响应行为的FDS-ABAQUS热力耦合方法研究[J]. 段进涛,史旦达,汪金辉,焦宇,何佩珊. 工程力学. 2017(02)
[3]新型钢结构外套板式节点的研究与分析[J]. 张晗. 江西建材. 2016(20)
[4]装配式方钢管柱与H型钢梁连接节点力学性能研究[J]. 庄鹏,王燕,张茗玮. 青岛理工大学学报. 2016(05)
[5]T型钢连接框架边柱空间节点抗震试验研究[J]. 布欣,王新武,谷倩. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(09)
[6]空间中框架半刚性梁柱连接节点抗震试验研究[J]. 贺欢欢,王新武. 钢结构. 2016(09)
[7]考虑节点半刚性的钢框架连续倒塌分析[J]. 鹿伟,王来,马洋. 四川建筑科学研究. 2016(04)
[8]半刚性连接钢框架基于极限状态的抗震设计[J]. 朱延章,潘志宏. 钢结构. 2016(08)
[9]基于半刚性节点组件法的修正设计方法[J]. 黄文娜,白睿. 山西建筑. 2016(22)
[10]装配式钢结构梁柱内套筒组合螺栓连接节点力学性能研究[J]. 王燕,马强强,杨松森. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(S1)
博士论文
[1]半刚性连接平面钢框架结构弹塑性分析及抗震性能研究[D]. 胡习兵.湖南大学 2007
硕士论文
[1]新型方钢管柱-H型钢梁拼接外套筒式节点抗震性能研究[D]. 冷乐.中国矿业大学 2017
[2]基于ABAQUS的智能有限元分析前处理技术研究[D]. 程中娜.山东大学 2017
[3]平端板半刚性连接钢框架二阶分析及设计方法研究[D]. 冯俊彪.郑州大学 2016
[4]新型方钢管柱-H型钢梁拼接外夹筒式节点静力性能研究[D]. 张志雄.中国矿业大学 2015
[5]新型钢结构外套板式节点的研究与分析[D]. 蔡浩明.昆明理工大学 2014
[6]半刚性节点刚度及对钢框架结构性能的影响研究[D]. 狄思凡.南京林业大学 2013
[7]基于SAP2000的大型结构可靠度分析[D]. 于忠翰.大连理工大学 2013
[8]方钢管柱H型钢梁外套板式节点承载力及多因素影响的数值模拟研究[D]. 朱墨.昆明理工大学 2013
[9]在役半刚性连接钢框架结构的抗震性能评估[D]. 王宝峰.大连理工大学 2010
[10]半刚性连接钢框架抗震性能的非线性有限元分析[D]. 周楠楠.山东科技大学 2007
本文编号：2923752
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