钢框架梁腹板削弱型节点的抗震性能研究
本文选题:腹板开洞 + 塑性铰 ; 参考:《河北工程大学》2017年硕士论文
【摘要】:钢框架中的梁柱节点作为受力集中部位,对整体结构的安全性起着十分重要的作用。为避免梁柱节点在地震作用下发生脆性破坏,对钢框架梁腹板进行削弱以迫使塑性铰远离梁柱对接焊缝,实现“强节点弱构件”的设计理念。本文利用有限元软件ANSYS,同时考虑材料及几何非线性因素,对钢框架梁腹板开圆洞、方洞节点的力学性能进行了参数化分析,并与未削弱普通节点的力学性能比较,结果表明只要通过合理的参数设计,在刚度及极限承载力下降不大的前提下,节点的延性系数、耗能系数能得到大幅度地提高,达到理想的抗震效果。本文对钢框架腹板开圆洞、方洞各设计了16组试件,通过各试件应力云图、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能系数及极限承载力的综合对比分析,对洞口中心距柱边距离参数L、D及洞口大小参数R、A给出了建议性的设计取值范围。最后,本文针对钢框架梁腹板开洞过大问题,提出了四种洞口补强的形式,同样通过应力云图、恢复力曲线、骨架曲线、延性指标、耗能指标及极限承载力等因素的综合比较,推荐了一种有效的洞口补强形式。
[Abstract]:The Liang Zhu joint in steel frame plays an important role in the safety of the whole structure. In order to avoid brittle failure of Liang Zhu joints under earthquake, the web plate of steel frame beam was weakened to force plastic hinge away from Liang Zhu butt weld, and the design idea of "strong joints and weak members" was realized. In this paper, using finite element software ANSYSand considering material and geometric nonlinear factors, the mechanical properties of steel frame beam web openings and square joints are parameterized and compared with those of common joints without weakening. The results show that the ductility coefficient and the energy dissipation coefficient of the joints can be greatly improved if the stiffness and ultimate bearing capacity are not reduced by reasonable parameter design, which can achieve the ideal seismic effect. In this paper, 16 groups of specimens are designed for the steel frame web with circular holes and square cavities. The comprehensive comparison and analysis of the stress cloud diagram, hysteretic curve, skeleton curve, ductility coefficient, energy dissipation coefficient and ultimate bearing capacity of each specimen are carried out. The suggested range of design values is given for the distance between the center of the hole and the column edge, and for the parameter R _ (A) of the orifice size, which is the distance between the center of the hole and the column edge. Finally, aiming at the problem of too large opening in web of steel frame beam, this paper puts forward four kinds of forms of reinforcement of portal, also through comprehensive comparison of factors such as stress cloud diagram, restoring force curve, skeleton curve, ductility index, energy consumption index and ultimate bearing capacity, etc. An effective form of reinforcing holes is recommended.
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU391
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,本文编号:1890800
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