模块化钢结构建筑连接节点力学性能研究
发布时间：2021-04-25 18:12
模块化钢结构建筑采用模块化设计、工厂化生产、装配化施工,是高度集成的装配式建筑。除设备管道外,该种结构施工现场仅需要将相邻的模块连接形成整体,因此模块间的连接性能对保障建筑结构的整体性至关重要。针对目前模块间连接节点存在的不足,本文以一种新型连接节点为研究对象,研究了节点位置、受力方向及立柱间连接拉杆等因素对节点性能的影响,主要工作如下:（1）设计了4个边节点和4个中节点进行单向静力加载试验。通过试验现象及数据分析可得:（1）新型连接节点最终破坏模式为加载端梁柱连接位置处钢板焊缝边缘撕裂破坏;（2）相同形式节点柱间设置连接拉杆与否得到的节点承载力基本一致,两者相对差值在5%以内;（3）当节点转角等于1/250时,节点抗弯承载力设计值为:29.27kN·m（JD4-X）、22.24kN·m（JD4-Y）、77.71kN·m（JD8-X）、82.90kN·m（JD8-Y）;（4）双层梁柱呈现单独受力状态,并没有实现整体协同受力,其承载力约为单层梁柱承载力之和。（2）采用ABAQUS程序,选择实体单元进行有限元建模计算,其中焊接部位进行耦合处理,其他接合面设置为面与面接触,其边界条件与试验相...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外工程应用
1.2.1 国外工程应用
1.2.2 国内工程应用
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 现有研究的不足
1.5 本文研究内容及方法
2.模块化钢结构建筑结构体系
2.1 模块化建筑体系
2.2 模块单元
2.2.1 结构模块单元
2.2.2 集成模块单元
2.3 模块间连接节点
2.4 本章小结
3.模块化钢结构建筑连接节点试验研究
3.1 试验模型设计
3.1.1 试件模型选取
3.1.2 试件设计
3.2 试验模型加载
3.2.1 加载制度
3.2.2 加载设备
3.2.3 加载模型
3.3 测量方案
3.3.1 应变片布置
3.3.2 位移计布置
3.4 试验现象
3.4.1 梁柱节点JD4-Y-1
3.4.2 梁柱节点JD4-Y-0
3.4.3 梁柱节点JD8-X-1
3.4.4 梁柱节点JD8-X-0
3.4.5 梁柱节点JD8-Y-1
3.4.6 梁柱节点JD8-Y-0
3.4.7 梁柱节点JD4-X-1
3.4.8 梁柱节点JD4-X-0
3.5 试验结果
3.5.1 节点JD4-Y-1
3.5.2 节点JD4-Y-0
3.5.3 节点JD8-X-1
3.5.4 节点JD8-X-0
3.5.5 节点JD8-Y-1
3.5.6 节点JD8-Y-0
3.5.7 节点JD4-X-1
3.5.8 节点JD4-X-0
3.6 试验结果分析
3.6.1 破坏模式结果分析
3.6.2 刚度及承载力结果分析
3.7 试验结论
3.8 本章小结
4.模块化钢结构建筑连接节点有限元分析
4.1 有限元模型
4.1.1 基本说明
4.1.2 接触与绑定
4.1.3 边界条件与加载
4.2 破坏模式对比
4.2.1 梁柱节点JD4-Y-1
4.2.2 梁柱节点JD4-Y-0
4.2.3 梁柱节点JD8-X-0
4.2.4 梁柱节点JD8-X-0
4.2.5 梁柱节点JD8-Y-1
4.2.6 梁柱节点JD8-Y-0
4.2.7 梁柱节点JD4-X-1
4.2.8 梁柱节点JD4-X-0
4.3 计算结果对比分析
4.3.1 弯矩-转角曲线对比
4.3.2 螺栓最大应力与位移角关系
4.3.3 翼缘最大应力与位移角关系
4.4 本章小结
5.模块化钢结构建筑连接节点计算模型的简化研究
5.1 模块节点简化模型
5.2 初始节点刚度计算
5.3 初始刚度对比
5.4 本章小结
6.结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于功能模块下的个性化住宅设计研究[J]. 张凡,虞伟炜,沈轶蒙,刘琰,梁献超. 绿色科技. 2019(20)
[2]新型模块化分层装配钢结构全螺栓节点设计及连接计算方法[J]. 何祥荣. 建材发展导向. 2019(20)
[3]钢结构半刚性节点的可靠性分析[J]. 郝鹏. 建材与装饰. 2019(27)
[4]高烈度区某超高层建筑加强层结构优化设计[J]. 冷冬梅,张建亮,谢龙宝,李靖,李莹莹,安旭,李洪求. 建筑结构. 2019(16)
[5]低层模块化房屋结构性能分析[J]. 孙超,王立伟,王月栋. 钢结构(中英文). 2019(07)
[6]高层钢结构建筑装配式快速安装技术探究[J]. 傅振寰,鲁阳. 住宅与房地产. 2019(15)
[7]钢结构模块建筑连接节点研究进展[J]. 叶景荣,于宏. 广东土木与建筑. 2019(03)
[8]装配式模块化箱型建筑综述[J]. 高增俊. 城市住宅. 2019(01)
[9]模块化钢结构建筑模块间节点的研究综述[J]. 陈红磊,陈琛,李国强,侯兆新,刘亮俊. 钢结构. 2018(12)
[10]模块化钢结构建筑连接节点研究进展[J]. 丁阳,邓恩峰,宗亮,戴骁蒙,李豫明,王海鹏,毕家欣. 建筑结构学报. 2019(03)
博士论文
[1]模块化策略在建筑优化设计中的应用研究[D]. 王蔚.湖南大学 2013
[2]水平地震作用下多层冷弯薄壁型钢结构住宅的抗震性能研究[D]. 石宇.长安大学 2008
硕士论文
[1]钢结构模块建筑梁柱节点抗震性能研究[D]. 叶景荣.广州大学 2019
[2]带剪力墙的模块化装配整体式建筑结构设计[D]. 简伟通.广州大学 2019
[3]钢结构模块化建筑叠合钢梁协同受弯性能研究[D]. 秦福阳.中国矿业大学 2019
[4]低多层钢结构住宅模块化设计研究[D]. 周全.中国矿业大学 2018
[5]轻型模块化钢结构组合房屋结构性能研究[D]. 李若然.北京交通大学 2018
[6]基于模块化低层住宅的内套筒对拉螺栓连接构造研究[D]. 曾武凤.西华大学 2018
[7]多层钢模块建筑结构性能与角件旋转式模块连接节点分析[D]. 周子栋.天津大学 2018
[8]模块化集装箱式钢结构建筑在军营建设中的应用研究探讨[D]. 石磊.太原理工大学 2017
[9]拆装式箱型房屋结构受力性能研究[D]. 杨大雍.郑州大学 2017
[10]多层钢结构模块结构设计与力学性能研究[D]. 张鹏飞.天津大学 2016
本文编号：3159851
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外工程应用
1.2.1 国外工程应用
1.2.2 国内工程应用
1.3 国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 现有研究的不足
1.5 本文研究内容及方法
2.模块化钢结构建筑结构体系
2.1 模块化建筑体系
2.2 模块单元
2.2.1 结构模块单元
2.2.2 集成模块单元
2.3 模块间连接节点
2.4 本章小结
3.模块化钢结构建筑连接节点试验研究
3.1 试验模型设计
3.1.1 试件模型选取
3.1.2 试件设计
3.2 试验模型加载
3.2.1 加载制度
3.2.2 加载设备
3.2.3 加载模型
3.3 测量方案
3.3.1 应变片布置
3.3.2 位移计布置
3.4 试验现象
3.4.1 梁柱节点JD4-Y-1
3.4.2 梁柱节点JD4-Y-0
3.4.3 梁柱节点JD8-X-1
3.4.4 梁柱节点JD8-X-0
3.4.5 梁柱节点JD8-Y-1
3.4.6 梁柱节点JD8-Y-0
3.4.7 梁柱节点JD4-X-1
3.4.8 梁柱节点JD4-X-0
3.5 试验结果
3.5.1 节点JD4-Y-1
3.5.2 节点JD4-Y-0
3.5.3 节点JD8-X-1
3.5.4 节点JD8-X-0
3.5.5 节点JD8-Y-1
3.5.6 节点JD8-Y-0
3.5.7 节点JD4-X-1
3.5.8 节点JD4-X-0
3.6 试验结果分析
3.6.1 破坏模式结果分析
3.6.2 刚度及承载力结果分析
3.7 试验结论
3.8 本章小结
4.模块化钢结构建筑连接节点有限元分析
4.1 有限元模型
4.1.1 基本说明
4.1.2 接触与绑定
4.1.3 边界条件与加载
4.2 破坏模式对比
4.2.1 梁柱节点JD4-Y-1
4.2.2 梁柱节点JD4-Y-0
4.2.3 梁柱节点JD8-X-0
4.2.4 梁柱节点JD8-X-0
4.2.5 梁柱节点JD8-Y-1
4.2.6 梁柱节点JD8-Y-0
4.2.7 梁柱节点JD4-X-1
4.2.8 梁柱节点JD4-X-0
4.3 计算结果对比分析
4.3.1 弯矩-转角曲线对比
4.3.2 螺栓最大应力与位移角关系
4.3.3 翼缘最大应力与位移角关系
4.4 本章小结
5.模块化钢结构建筑连接节点计算模型的简化研究
5.1 模块节点简化模型
5.2 初始节点刚度计算
5.3 初始刚度对比
5.4 本章小结
6.结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于功能模块下的个性化住宅设计研究[J]. 张凡,虞伟炜,沈轶蒙,刘琰,梁献超. 绿色科技. 2019(20)
[2]新型模块化分层装配钢结构全螺栓节点设计及连接计算方法[J]. 何祥荣. 建材发展导向. 2019(20)
[3]钢结构半刚性节点的可靠性分析[J]. 郝鹏. 建材与装饰. 2019(27)
[4]高烈度区某超高层建筑加强层结构优化设计[J]. 冷冬梅,张建亮,谢龙宝,李靖,李莹莹,安旭,李洪求. 建筑结构. 2019(16)
[5]低层模块化房屋结构性能分析[J]. 孙超,王立伟,王月栋. 钢结构(中英文). 2019(07)
[6]高层钢结构建筑装配式快速安装技术探究[J]. 傅振寰,鲁阳. 住宅与房地产. 2019(15)
[7]钢结构模块建筑连接节点研究进展[J]. 叶景荣,于宏. 广东土木与建筑. 2019(03)
[8]装配式模块化箱型建筑综述[J]. 高增俊. 城市住宅. 2019(01)
[9]模块化钢结构建筑模块间节点的研究综述[J]. 陈红磊,陈琛,李国强,侯兆新,刘亮俊. 钢结构. 2018(12)
[10]模块化钢结构建筑连接节点研究进展[J]. 丁阳,邓恩峰,宗亮,戴骁蒙,李豫明,王海鹏,毕家欣. 建筑结构学报. 2019(03)
博士论文
[1]模块化策略在建筑优化设计中的应用研究[D]. 王蔚.湖南大学 2013
[2]水平地震作用下多层冷弯薄壁型钢结构住宅的抗震性能研究[D]. 石宇.长安大学 2008
硕士论文
[1]钢结构模块建筑梁柱节点抗震性能研究[D]. 叶景荣.广州大学 2019
[2]带剪力墙的模块化装配整体式建筑结构设计[D]. 简伟通.广州大学 2019
[3]钢结构模块化建筑叠合钢梁协同受弯性能研究[D]. 秦福阳.中国矿业大学 2019
[4]低多层钢结构住宅模块化设计研究[D]. 周全.中国矿业大学 2018
[5]轻型模块化钢结构组合房屋结构性能研究[D]. 李若然.北京交通大学 2018
[6]基于模块化低层住宅的内套筒对拉螺栓连接构造研究[D]. 曾武凤.西华大学 2018
[7]多层钢模块建筑结构性能与角件旋转式模块连接节点分析[D]. 周子栋.天津大学 2018
[8]模块化集装箱式钢结构建筑在军营建设中的应用研究探讨[D]. 石磊.太原理工大学 2017
[9]拆装式箱型房屋结构受力性能研究[D]. 杨大雍.郑州大学 2017
[10]多层钢结构模块结构设计与力学性能研究[D]. 张鹏飞.天津大学 2016
本文编号：3159851
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