梁柱节点刚度对空间钢框架抗震性能的影响分析
发布时间：2021-10-21 03:58
钢结构由于其自身强度高、重量轻、延性和韧性好,综合抗震性能好,故在实际工程中应用较为广泛,尤其是在大跨度结构中。钢结构的结构形式主要有:框架、钢架、排架以及网架等,其中又属钢框架这种结构形式较为常见。传统上对于钢框架结构节点的分析,是将梁柱连接节点假定为完全刚接或理想铰接,而大量工程实践表明,实际工程中的节点是处于刚接和铰接之间的,称之为半刚性节点。本文的研究内容主要是研究不同节点刚度对空间多层钢框架抗震性能的影响。为了简化计算,对于空间钢框架的处理往往是忽略其次要影响因素,尽可能的将其进行平面化。这样做虽然减小了运算量,但是却忽略了钢框架的空间作用,这将会导致计算误差很大,甚至得到的计算结果是错误的。本文简单介绍了钢框架的空间性能以及对考虑半刚性连接的空间钢框架的弹塑性分析。应用有限元软件ABAQUS建立了空间钢框架模型,采用SPRING2弹簧单元模拟梁柱节点连接,引入节点刚度影响系数α,为了控制梁柱节点连接刚度,引入了作为节点约束条件的不同的弯矩-转角曲线。通过与单跨两层焊接连接节点的空间钢框架的循环加载试验结果进行对比,验证了利用SPRING2弹簧单元模拟梁柱连接节点刚度,使用A...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
鸟巢
钢结构技术规范》。上述介绍的这些都为我国钢结构的蓬勃发展创造了良好条件[1]。和其他建筑材料相比，钢材有着诸多的优点。首先，钢材是最接近各向同性的建筑材料，除了具有韧性和塑性较好的特点外，还有轻质高强的优点。基于以上的优点，使得钢材这种材料比较适合用于抗震结构。当地震来临时，对于钢结构房屋，由于钢材的材质较为均匀，这就使得其强度易于保证，因而结构的可靠性大；而其轻质高强的特点，使得钢结构房屋自重相对其他结构而言比较轻，从而地震发生时受到的地震作用较小；钢材塑性韧性好的特点，使得钢结构具有较大的变形能力，使得其在地震作用下即使发生了很大的变形下也不至于倒塌，从而保证结构的抗震安全性，保证人员生命安全[1,2]。此外，钢结构由于可以工业化生产和组装，故其施工制作周期相对混凝土结构较短，这就使得钢结构在这个非常注重效率的时代里被更加广泛地使用。目前，正直我国经济快速发展的时期，各种新技术相继被发明，这些技术的推广应用也加速了钢结构的广泛使用，特别是在大跨度、大空间结构。下图 1-1 和图 1-2 是我国使用钢结构的典型
钢结构的抗震性能虽然相对较好，但在历史上也曾发生过在地震中倒塌的重大事故。如，1985 年墨西哥城发生的大地震，在震后经调查发现，抗弯框架体系的破坏主要发生在梁柱连接处，以及桁架梁的受压斜杆屈曲。还有 1994 年美国诺斯里奇（Northrige）发生的 6.7 级地震，经调查在地震后虽未发现倒塌的钢结构建筑，但是地震也造成了超过人们所预想的破坏后果。调查后发现，钢结构的破坏形式主要为[3]：（1）节点位置处的梁柱焊接连接破坏；（2）竖向支撑的整体失稳和局部失稳；（3）柱脚焊缝破坏及锚栓失效。在 1995 年，日本阪神发生了 7.2 级大地震。经调查发现，在钢结构建筑中，震害严重和数量较多的主要是年久失修的结构。破坏形式主要有以下几个：（1）钢柱脆断；（2）支撑及其连接板的破坏；（3）梁柱节点的破坏。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]腋板加强型节点钢框架抗震性能试验研究[J]. 董建莉,王燕,庄鹏,李庆刚. 土木工程学报. 2016(01)
[3]肋板加强型节点空间钢框架抗震性能研究[J]. 李风军,王燕,韩明岚. 青岛理工大学学报. 2015(02)
[4]T型钢连接空间钢框架的动力性能研究[J]. 胡长姣,王新武. 科学技术与工程. 2014(30)
[5]基于多点位移控制的梁柱节点刚度对钢框架抗震性能的影响[J]. 洪敏,冯红卫,王凤,赵林林,高永国. 地震工程学报. 2014(02)
[6]半刚性连接空间钢框架的拟动力试验分析[J]. 韩冬,胡长姣,王新武. 世界地震工程. 2014(02)
[7]半刚性连接钢管混凝土框架动力特性的非线性有限元分析[J]. 夏磊,张鹏鹏,王文达. 工程抗震与加固改造. 2013(01)
[8]半刚性钢框架梁柱弱轴端板连接的试验研究和有限元分析[J]. 王湛,王涛. 土木工程学报. 2012(08)
[9]梁柱节点刚度对无支撑钢框架性能的影响[J]. 郭兵,雷淑忠. 山东建筑大学学报. 2010(03)
[10]钢结构体系中节点耗能能力研究进展与关键技术[J]. 陈以一,王伟,赵宪忠. 建筑结构学报. 2010(06)
博士论文
[1]端板连接弯矩—转角关系及半刚性钢框架抗震性能的研究[D]. 王涛.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]空间半刚性连接钢框架有限元分析和研究[D]. 李跃辉.河南科技大学 2007
[2]半刚性连接空间钢框架静动力分析[D]. 王晓东.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3448194
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
鸟巢
钢结构技术规范》。上述介绍的这些都为我国钢结构的蓬勃发展创造了良好条件[1]。和其他建筑材料相比，钢材有着诸多的优点。首先，钢材是最接近各向同性的建筑材料，除了具有韧性和塑性较好的特点外，还有轻质高强的优点。基于以上的优点，使得钢材这种材料比较适合用于抗震结构。当地震来临时，对于钢结构房屋，由于钢材的材质较为均匀，这就使得其强度易于保证，因而结构的可靠性大；而其轻质高强的特点，使得钢结构房屋自重相对其他结构而言比较轻，从而地震发生时受到的地震作用较小；钢材塑性韧性好的特点，使得钢结构具有较大的变形能力，使得其在地震作用下即使发生了很大的变形下也不至于倒塌，从而保证结构的抗震安全性，保证人员生命安全[1,2]。此外，钢结构由于可以工业化生产和组装，故其施工制作周期相对混凝土结构较短，这就使得钢结构在这个非常注重效率的时代里被更加广泛地使用。目前，正直我国经济快速发展的时期，各种新技术相继被发明，这些技术的推广应用也加速了钢结构的广泛使用，特别是在大跨度、大空间结构。下图 1-1 和图 1-2 是我国使用钢结构的典型
钢结构的抗震性能虽然相对较好，但在历史上也曾发生过在地震中倒塌的重大事故。如，1985 年墨西哥城发生的大地震，在震后经调查发现，抗弯框架体系的破坏主要发生在梁柱连接处，以及桁架梁的受压斜杆屈曲。还有 1994 年美国诺斯里奇（Northrige）发生的 6.7 级地震，经调查在地震后虽未发现倒塌的钢结构建筑，但是地震也造成了超过人们所预想的破坏后果。调查后发现，钢结构的破坏形式主要为[3]：（1）节点位置处的梁柱焊接连接破坏；（2）竖向支撑的整体失稳和局部失稳；（3）柱脚焊缝破坏及锚栓失效。在 1995 年，日本阪神发生了 7.2 级大地震。经调查发现，在钢结构建筑中，震害严重和数量较多的主要是年久失修的结构。破坏形式主要有以下几个：（1）钢柱脆断；（2）支撑及其连接板的破坏；（3）梁柱节点的破坏。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]腋板加强型节点钢框架抗震性能试验研究[J]. 董建莉,王燕,庄鹏,李庆刚. 土木工程学报. 2016(01)
[3]肋板加强型节点空间钢框架抗震性能研究[J]. 李风军,王燕,韩明岚. 青岛理工大学学报. 2015(02)
[4]T型钢连接空间钢框架的动力性能研究[J]. 胡长姣,王新武. 科学技术与工程. 2014(30)
[5]基于多点位移控制的梁柱节点刚度对钢框架抗震性能的影响[J]. 洪敏,冯红卫,王凤,赵林林,高永国. 地震工程学报. 2014(02)
[6]半刚性连接空间钢框架的拟动力试验分析[J]. 韩冬,胡长姣,王新武. 世界地震工程. 2014(02)
[7]半刚性连接钢管混凝土框架动力特性的非线性有限元分析[J]. 夏磊,张鹏鹏,王文达. 工程抗震与加固改造. 2013(01)
[8]半刚性钢框架梁柱弱轴端板连接的试验研究和有限元分析[J]. 王湛,王涛. 土木工程学报. 2012(08)
[9]梁柱节点刚度对无支撑钢框架性能的影响[J]. 郭兵,雷淑忠. 山东建筑大学学报. 2010(03)
[10]钢结构体系中节点耗能能力研究进展与关键技术[J]. 陈以一,王伟,赵宪忠. 建筑结构学报. 2010(06)
博士论文
[1]端板连接弯矩—转角关系及半刚性钢框架抗震性能的研究[D]. 王涛.华南理工大学 2013
硕士论文
[1]空间半刚性连接钢框架有限元分析和研究[D]. 李跃辉.河南科技大学 2007
[2]半刚性连接空间钢框架静动力分析[D]. 王晓东.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3448194
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