方钢管柱-H型钢梁下贯上环隔板式拼接节点力学性能研究
发布时间：2022-04-22 21:35
梁柱节点是钢结构建筑体系中不可缺少的组成部分,节点的强度和刚度直接影响着结构的安全性和可靠性,节点的构造形式也影响着结构的使用功能。因此,在契合装配式钢结构建筑的发展环境下,为丰富方钢管柱与H型钢梁节点的连接形式,本文提出了一种新型方钢管柱-H型钢梁下贯上环隔板式拼接节点。本文设计了该新型拼接节点的基本试件,并用有限元软件ABAQUS研究了试件分别在单向静力加载和低周循环加载作用下的力学性能,以及不同参数对耗能能力、承载能力等的影响,得出以下结论:（1）该新型下贯上环隔板式拼接节点实现了塑性铰外移,可避免梁端出现脆性破坏。（2）试件破坏时,高强螺栓滑移和盖板鼓起变形情况较严重。在该节点的拼接区,翼缘盖板一侧用螺栓连接,一侧与梁翼缘焊接,在焊接提供了足够刚度的同时,高强螺栓的滑移也使节点的耗能能力得到更好的发挥。（3）在静力荷载作用下,拼接区的盖板厚度对节点的承载性能影响最大,其次是盖板宽度,侧焊缝长度和悬臂梁段长度对节点的承载性能影响较小。（4）在低周循环荷载作用下,节点的主要变形为上下翼缘的拼接盖板鼓起,滞回曲线均较为饱满,说明该节点有较好的受力性能和耗能性能;骨架曲线关于坐标原点旋...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 钢框架梁柱节点概述
1.2.1 传统型梁柱节点形式
1.2.2 常见的方钢管柱与H型钢梁节点形式
1.2.3 常见的带悬臂梁段拼接式节点形式
1.3 国内外研究现状
1.3.1 钢管柱与H型钢梁加强型节点在抗震方面国内外研究现状
1.3.2 带悬臂梁拼接节点在抗震方面国内外研究现状
1.4 提出节点
1.4.1 节点介绍
1.4.2 节点施工方法
1.5 研究内容及研究目标
2 方钢管柱-H型钢梁下贯上环隔板式拼接节点有限元模型及验证
2.1 节点试件设计
2.1.1 节点子结构选取
2.1.2 外环板及贯通隔板尺寸设计
2.1.3 悬臂梁段拼接区尺寸设计
2.1.4 该新型节点的具体尺寸
2.1.5 节点“强柱弱梁”塑性承载力验算
2.1.6 梁柱节点域的屈服承载力验算
2.2 有限元模型建立
2.2.1 创建部件
2.2.2 材料属性
2.2.3 部件装配及相互作用
2.2.4 网格划分
2.2.5 边界条件
2.2.6 设置分析步及加载制度
2.3 有限元模型验证
2.3.1 拼接型节点抗震试验的基本信息
2.3.2 拼接型节点抗震试验与有限元模拟的结果对比
2.3.3 加强型节点抗震试验的基本信息
2.3.4 加强型节点抗震试验与有限元模拟的结果对比
2.4 本章小结
3 方钢管柱-H型钢梁下贯上环隔板式拼接节点静力性能分析
3.1 有限元试件概述
3.2 加载制度
3.3 有限元分析
3.3.1 节点应力发展
3.3.2 上部外环板应力发展
3.3.3 下部贯通隔板应力发展
3.3.4 拼接盖板应力发展
3.3.5 螺栓应力发展
3.4 受力模式与机理
3.5 节点承载性能分析
3.6 本章小结
4 方钢管柱-H型钢梁下贯上环隔板式拼接节点滞回性能分析
4.1 引言
4.2 有限元试件设计
4.3 加载制度
4.4 循环荷载下的应力发展
4.5 破坏准则
4.6 滞回性能
4.6.1 TCP系列试件滞回性能
4.6.2 NPB系列试件滞回性能
4.6.3 WCP系列试件滞回性能
4.6.4 TBH系列试件滞回性能
4.6.5 WLCP系列试件滞回性能
4.6.6 LCP系列试件的滞回性能
4.6.7 LCB系列试件滞回性能
4.6.8 PFB系列试件的滞回性能
4.6.9 CF系列试件的滞回性能
4.6.10 GD系列试件滞回性能
4.6.11 SED系列试件滞回性能
4.7 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录 本人申请及已获得的国家发明专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]装配式多高层钢结构研究要点与现状分析[J]. 刘学春,商子轩,张冬洁,徐路,崔小雄,和心宁. 工业建筑. 2018(05)
[2]装配式混凝土板-钢柱新型连接节点冲切承载性能数值模拟研究[J]. 张爱林,马晓飞,刘学春. 工业建筑. 2018(05)
[3]带悬臂梁段的弱轴连接组合节点循环荷载试验研究[J]. 卢林枫,徐莹璐,郑宏,周天华,黄鹏刚. 建筑结构学报. 2018(07)
[4]考虑楼板影响的外环板式梁柱节点抗震性能:试验研究[J]. 牟犇,王玲玲,张春巍,林旭川. 工程力学. 2018(02)
[5]带Z字形悬臂梁段拼接的装配式钢框架节点抗震性能试验研究[J]. 张爱林,郭志鹏,刘学春,姜子钦. 工程力学. 2017(08)
[6]可修复的装配式钢框架梁柱节点非线性静力分析[J]. 张爱林,张振宇,姜子钦,李然. 建筑科学与工程学报. 2017(04)
[7]装配式钢框架节点带Z字形悬臂梁段和削弱梁段连接的抗震性能研究[J]. 郭志鹏,张爱林,刘学春,李超. 建筑结构学报. 2017(06)
[8]多高层树状柱钢框架结构体系的抗震性能分析[J]. 张永咸,李启才,何若全. 广西大学学报(自然科学版). 2016(04)
[9]翼缘削弱型节点钢结构的力学性能研究[J]. 韩明岚,王燕,陈建林,王慧. 钢结构. 2016(05)
[10]新型带悬臂梁段栓-焊拼接节点力学性能研究[J]. 焦燏烽,何敏娟,马人乐. 建筑钢结构进展. 2015(04)
硕士论文
[1]新型装配式带悬臂梁段拼接节点性能研究[D]. 柴琦琛.西安建筑科技大学 2018
[2]装配式交错桁架与方钢管混凝土柱外环板—端板节点抗震性能试验研究[D]. 仇杰.西安建筑科技大学 2017
[3]翼缘开孔削弱型节点抗震性能研究[D]. 孟庆轩.河北工程大学 2017
[4]方钢管柱-H型钢梁外加环式不等高梁节点非线性有限元分析[D]. 井后凯.青岛理工大学 2016
[5]方钢管混凝土柱-H型钢梁隔板贯通式节点力学性能研究[D]. 刘睿.天津大学 2017
[6]新型方管柱与H型钢梁下贯上环隔板式节点受力性能研究与应用[D]. 林坤洪.东南大学 2016
[7]冷弯方钢管柱-H型钢梁不同外隔板形式节点拟静力试验研究[D]. 左斌.青岛理工大学 2014
[8]圆钢管柱-H形钢梁外环板式半刚性连接节点有限元分析[D]. 董丽娟.沈阳建筑大学 2012
[9]方钢管混凝土柱-H型钢梁外环板刚接节点研究[D]. 唐鸿初.浙江工业大学 2009
[10]树状柱框架钢梁拼接处产生塑性铰的设计方法研究[D]. 周殿文.西安建筑科技大学 2008
本文编号：3646742
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 钢框架梁柱节点概述
1.2.1 传统型梁柱节点形式
1.2.2 常见的方钢管柱与H型钢梁节点形式
1.2.3 常见的带悬臂梁段拼接式节点形式
1.3 国内外研究现状
1.3.1 钢管柱与H型钢梁加强型节点在抗震方面国内外研究现状
1.3.2 带悬臂梁拼接节点在抗震方面国内外研究现状
1.4 提出节点
1.4.1 节点介绍
1.4.2 节点施工方法
1.5 研究内容及研究目标
2 方钢管柱-H型钢梁下贯上环隔板式拼接节点有限元模型及验证
2.1 节点试件设计
2.1.1 节点子结构选取
2.1.2 外环板及贯通隔板尺寸设计
2.1.3 悬臂梁段拼接区尺寸设计
2.1.4 该新型节点的具体尺寸
2.1.5 节点“强柱弱梁”塑性承载力验算
2.1.6 梁柱节点域的屈服承载力验算
2.2 有限元模型建立
2.2.1 创建部件
2.2.2 材料属性
2.2.3 部件装配及相互作用
2.2.4 网格划分
2.2.5 边界条件
2.2.6 设置分析步及加载制度
2.3 有限元模型验证
2.3.1 拼接型节点抗震试验的基本信息
2.3.2 拼接型节点抗震试验与有限元模拟的结果对比
2.3.3 加强型节点抗震试验的基本信息
2.3.4 加强型节点抗震试验与有限元模拟的结果对比
2.4 本章小结
3 方钢管柱-H型钢梁下贯上环隔板式拼接节点静力性能分析
3.1 有限元试件概述
3.2 加载制度
3.3 有限元分析
3.3.1 节点应力发展
3.3.2 上部外环板应力发展
3.3.3 下部贯通隔板应力发展
3.3.4 拼接盖板应力发展
3.3.5 螺栓应力发展
3.4 受力模式与机理
3.5 节点承载性能分析
3.6 本章小结
4 方钢管柱-H型钢梁下贯上环隔板式拼接节点滞回性能分析
4.1 引言
4.2 有限元试件设计
4.3 加载制度
4.4 循环荷载下的应力发展
4.5 破坏准则
4.6 滞回性能
4.6.1 TCP系列试件滞回性能
4.6.2 NPB系列试件滞回性能
4.6.3 WCP系列试件滞回性能
4.6.4 TBH系列试件滞回性能
4.6.5 WLCP系列试件滞回性能
4.6.6 LCP系列试件的滞回性能
4.6.7 LCB系列试件滞回性能
4.6.8 PFB系列试件的滞回性能
4.6.9 CF系列试件的滞回性能
4.6.10 GD系列试件滞回性能
4.6.11 SED系列试件滞回性能
4.7 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录 本人申请及已获得的国家发明专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]装配式多高层钢结构研究要点与现状分析[J]. 刘学春,商子轩,张冬洁,徐路,崔小雄,和心宁. 工业建筑. 2018(05)
[2]装配式混凝土板-钢柱新型连接节点冲切承载性能数值模拟研究[J]. 张爱林,马晓飞,刘学春. 工业建筑. 2018(05)
[3]带悬臂梁段的弱轴连接组合节点循环荷载试验研究[J]. 卢林枫,徐莹璐,郑宏,周天华,黄鹏刚. 建筑结构学报. 2018(07)
[4]考虑楼板影响的外环板式梁柱节点抗震性能:试验研究[J]. 牟犇,王玲玲,张春巍,林旭川. 工程力学. 2018(02)
[5]带Z字形悬臂梁段拼接的装配式钢框架节点抗震性能试验研究[J]. 张爱林,郭志鹏,刘学春,姜子钦. 工程力学. 2017(08)
[6]可修复的装配式钢框架梁柱节点非线性静力分析[J]. 张爱林,张振宇,姜子钦,李然. 建筑科学与工程学报. 2017(04)
[7]装配式钢框架节点带Z字形悬臂梁段和削弱梁段连接的抗震性能研究[J]. 郭志鹏,张爱林,刘学春,李超. 建筑结构学报. 2017(06)
[8]多高层树状柱钢框架结构体系的抗震性能分析[J]. 张永咸,李启才,何若全. 广西大学学报(自然科学版). 2016(04)
[9]翼缘削弱型节点钢结构的力学性能研究[J]. 韩明岚,王燕,陈建林,王慧. 钢结构. 2016(05)
[10]新型带悬臂梁段栓-焊拼接节点力学性能研究[J]. 焦燏烽,何敏娟,马人乐. 建筑钢结构进展. 2015(04)
硕士论文
[1]新型装配式带悬臂梁段拼接节点性能研究[D]. 柴琦琛.西安建筑科技大学 2018
[2]装配式交错桁架与方钢管混凝土柱外环板—端板节点抗震性能试验研究[D]. 仇杰.西安建筑科技大学 2017
[3]翼缘开孔削弱型节点抗震性能研究[D]. 孟庆轩.河北工程大学 2017
[4]方钢管柱-H型钢梁外加环式不等高梁节点非线性有限元分析[D]. 井后凯.青岛理工大学 2016
[5]方钢管混凝土柱-H型钢梁隔板贯通式节点力学性能研究[D]. 刘睿.天津大学 2017
[6]新型方管柱与H型钢梁下贯上环隔板式节点受力性能研究与应用[D]. 林坤洪.东南大学 2016
[7]冷弯方钢管柱-H型钢梁不同外隔板形式节点拟静力试验研究[D]. 左斌.青岛理工大学 2014
[8]圆钢管柱-H形钢梁外环板式半刚性连接节点有限元分析[D]. 董丽娟.沈阳建筑大学 2012
[9]方钢管混凝土柱-H型钢梁外环板刚接节点研究[D]. 唐鸿初.浙江工业大学 2009
[10]树状柱框架钢梁拼接处产生塑性铰的设计方法研究[D]. 周殿文.西安建筑科技大学 2008
本文编号：3646742
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