对称双肋板加强型钢框架梁柱节点的滞回性能与断裂性能分析
发布时间：2022-09-30 19:14
由于钢结构具有质轻、高强、延性好等优点,在建筑行业中应用广泛。1994年美国北岭地震与1995年日本阪神地震震害显示,按传统理论设计的钢结构节点出现了严重的脆断现象,钢结构节点的受力性能足以影响整体结构的抗震性能,因此钢结构设计理念由单一承载能力延伸到考虑延性。在确保“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的抗震设计原则下,新型延性钢结构梁柱节点不仅能使地震作用下的梁端塑性铰外移,而且能增强梁柱节点的塑性性能,从而大大降低焊缝脆性破坏的可能性。对称双肋板加强型钢框架梁柱节点是新型延性梁柱节点之一,本文将对Q345B钢材制作的对称双肋板加强型节点的滞回性能和断裂性能进行深入研究,具体研究内容和研究成果如下:（1）通过对对称双肋板加强型节点所用的Q345B板材和采用E5015焊条焊接的节点板试件进行单调拉伸试验研究,得到Q345B板材与E5015焊缝的主要材料性能参数;对焊接节点板进行拉压循环试验研究,将由节点板滞回曲线得到的损伤模型曲线与试验损伤模量进行对比,最终得出能量损伤模型能够更好地模拟该类型焊缝的损伤退化历程。（2）普通型钢框架梁柱节点（NBN）和对称双肋板加强型钢框架梁柱节点（RR...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 钢结构节点设计准则和分类
1.2.1 钢框架T形节点的连接方式
1.2.2 钢框架新型延性节点
1.3 金属材料的断裂机理及判断准则
1.3.1 断裂类型及断裂机理
1.3.2 断裂准则
1.4 国内外研究现状
1.4.1 肋板加强型节点的研究现状
1.4.2 钢结构T形节点的损伤断裂性能研究
1.5 本文研究内容与技术路线图
1.5.1 本文研究内容
1.5.2 技术路线图
第2章 材料性能试验与焊缝损伤研究
2.1 概述
2.2 Q345B板材材料性能试验
2.2.1 试件设计
2.2.2 试验加载
2.2.3 试验结果
2.3 E5015焊缝参数试验
2.3.1 试件设计
2.3.2 量测内容
2.3.3 试验加载
2.3.4 试验结果
2.4 焊接节点板的拉压循环加载试验
2.4.1 加载制度
2.4.2 试验现象及破坏形态
2.5 焊缝损伤分析
2.5.1 单调拉伸试验损伤分析
2.5.2 拉压循环试验损伤分析
2.6 焊缝损伤退化过程
2.6.1 损伤模量曲线
2.6.2 损伤模型验证
2.7 本章小结
第3章 低周往复荷载作用下对称双肋板加强型钢框架梁柱节点的试验研究
3.1 概述
3.2 试验目的
3.3 试验方法
3.4 试件设计
3.5 试验准备
3.5.1 试件进场验收
3.5.2 数据采集及测量内容
3.5.3 试验装置
3.6 加载制度
3.7 试验结果
3.7.1 试验现象及破坏形态
3.7.2 应变分布情况
3.7.3 滞回曲线与骨架曲线
3.7.4 承载能力及延性系数
3.7.5 刚度退化系数曲线
3.7.6 耗能能力
3.7.7 节点损伤分析
3.8 本章小结
第4章 低周往复荷载作用下对称双肋板加强型钢框架梁柱节点的有限元分析
4.1 概述
4.2 ABAQUS有限元分析软件介绍
4.3 有限元分析模型建立
4.3.1 确定材料性能参数
4.3.2 建立模型及相互作用
4.3.3 加载及边界条件
4.3.4 网格划分
4.4 有限元分析结果与试验结果对比
4.4.1 Mises应力云图与试验形态对比
4.4.2 滞回曲线对比
4.4.3 骨架曲线对比
4.4.4 承载能力及延性系数对比
4.4.5 刚度退化系数曲线对比
4.4.6 耗能能力对比
4.4.7 损伤曲线对比
4.5 本章小结
第5章 对称双肋板加强型节点的肋板参数优化
5.1 概述
5.2 断裂评估参数
5.3 焊缝裂纹发展规律
5.3.1 均匀缺陷假定
5.3.2 焊缝延性开裂计算公式
5.4 对称双肋板加强型钢框架梁柱节点的肋板几何参数分析
5.4.1 模型建立
5.4.2 关于肋板长度a的参数化断裂性能分析
5.4.3 关于肋板宽度b的参数化断裂性能分析
5.4.4 关于肋板厚度t_s的参数化断裂性能分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]节点域箱形弱轴连接腹板开孔全焊型节点滞回性能影响因素分析[J]. 马江萍,孟春辉. 钢结构. 2018(06)
[2]钢框架侧板加强型梁柱节点滞回性能研究[J]. 马江萍,徐莹璐,张驰. 防灾减灾工程学报. 2018(02)
[3]新型钢框架直接扩翼型节点的滞回性能分析[J]. 马洪伟,赵颖,王梓鉴,陈亚科,王琨. 扬州大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]高强度钢框架梁柱节点低周疲劳断裂性能试验研究[J]. 刘希月,王元清,石永久,谭清华. 建筑结构学报. 2018(02)
[5]钢结构焊接节点损伤分析及提高抗震性能的措施[J]. 魏科丰,韩丁. 工业建筑. 2016(09)
[6]基于变形和能量的双参数损伤模型[J]. 屠冰冰. 振动与冲击. 2016(11)
[7]钢框架梁柱加强与削弱并用节点抗震性能研究[J]. 张艳霞,李瑞,王路遥,赵微. 建筑钢结构进展. 2014(06)
[8]往复荷载下钢结构节点的超低周疲劳断裂预测[J]. 廖芳芳,王伟,陈以一. 同济大学学报(自然科学版). 2014(04)
[9]钢框架刚性连接加强型节点滞回性能试验研究[J]. 王燕,冯双,王玉田. 土木工程学报. 2011(05)
[10]肋板加强型管节点静力强度研究[J]. 李涛,邵永波,张季超. 建筑钢结构进展. 2010(01)
博士论文
[1]梁端翼缘扩大型连接钢框架抗震性能研究[D]. 王玉田.西安建筑科技大学 2012
[2]强震作用下钢框架焊接节点损伤性能和计算模型研究[D]. 熊俊.清华大学 2011
硕士论文
[1]扩翼型钢框架梁柱连接节点参数优化分析[D]. 管康伕.扬州大学 2018
[2]钢框架非对称加强型节点抗震分析[D]. 张文伉.重庆交通大学 2017
[3]钢框架扩翼型节点和狗骨式节点断裂特性分析[D]. 柳登.青岛理工大学 2016
[4]肋板及翼缘板加强节点抗震性能有限元分析[D]. 马子皓.青岛理工大学 2013
[5]梁上翼缘加肋非对称加强型节点滞回性能试验研究[D]. 张百悦.青岛理工大学 2012
[6]钢框架板式加强型焊接节点的断裂性能分析[D]. 王薇.青岛理工大学 2011
本文编号：3684117
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 钢结构节点设计准则和分类
1.2.1 钢框架T形节点的连接方式
1.2.2 钢框架新型延性节点
1.3 金属材料的断裂机理及判断准则
1.3.1 断裂类型及断裂机理
1.3.2 断裂准则
1.4 国内外研究现状
1.4.1 肋板加强型节点的研究现状
1.4.2 钢结构T形节点的损伤断裂性能研究
1.5 本文研究内容与技术路线图
1.5.1 本文研究内容
1.5.2 技术路线图
第2章 材料性能试验与焊缝损伤研究
2.1 概述
2.2 Q345B板材材料性能试验
2.2.1 试件设计
2.2.2 试验加载
2.2.3 试验结果
2.3 E5015焊缝参数试验
2.3.1 试件设计
2.3.2 量测内容
2.3.3 试验加载
2.3.4 试验结果
2.4 焊接节点板的拉压循环加载试验
2.4.1 加载制度
2.4.2 试验现象及破坏形态
2.5 焊缝损伤分析
2.5.1 单调拉伸试验损伤分析
2.5.2 拉压循环试验损伤分析
2.6 焊缝损伤退化过程
2.6.1 损伤模量曲线
2.6.2 损伤模型验证
2.7 本章小结
第3章 低周往复荷载作用下对称双肋板加强型钢框架梁柱节点的试验研究
3.1 概述
3.2 试验目的
3.3 试验方法
3.4 试件设计
3.5 试验准备
3.5.1 试件进场验收
3.5.2 数据采集及测量内容
3.5.3 试验装置
3.6 加载制度
3.7 试验结果
3.7.1 试验现象及破坏形态
3.7.2 应变分布情况
3.7.3 滞回曲线与骨架曲线
3.7.4 承载能力及延性系数
3.7.5 刚度退化系数曲线
3.7.6 耗能能力
3.7.7 节点损伤分析
3.8 本章小结
第4章 低周往复荷载作用下对称双肋板加强型钢框架梁柱节点的有限元分析
4.1 概述
4.2 ABAQUS有限元分析软件介绍
4.3 有限元分析模型建立
4.3.1 确定材料性能参数
4.3.2 建立模型及相互作用
4.3.3 加载及边界条件
4.3.4 网格划分
4.4 有限元分析结果与试验结果对比
4.4.1 Mises应力云图与试验形态对比
4.4.2 滞回曲线对比
4.4.3 骨架曲线对比
4.4.4 承载能力及延性系数对比
4.4.5 刚度退化系数曲线对比
4.4.6 耗能能力对比
4.4.7 损伤曲线对比
4.5 本章小结
第5章 对称双肋板加强型节点的肋板参数优化
5.1 概述
5.2 断裂评估参数
5.3 焊缝裂纹发展规律
5.3.1 均匀缺陷假定
5.3.2 焊缝延性开裂计算公式
5.4 对称双肋板加强型钢框架梁柱节点的肋板几何参数分析
5.4.1 模型建立
5.4.2 关于肋板长度a的参数化断裂性能分析
5.4.3 关于肋板宽度b的参数化断裂性能分析
5.4.4 关于肋板厚度t_s的参数化断裂性能分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]节点域箱形弱轴连接腹板开孔全焊型节点滞回性能影响因素分析[J]. 马江萍,孟春辉. 钢结构. 2018(06)
[2]钢框架侧板加强型梁柱节点滞回性能研究[J]. 马江萍,徐莹璐,张驰. 防灾减灾工程学报. 2018(02)
[3]新型钢框架直接扩翼型节点的滞回性能分析[J]. 马洪伟,赵颖,王梓鉴,陈亚科,王琨. 扬州大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]高强度钢框架梁柱节点低周疲劳断裂性能试验研究[J]. 刘希月,王元清,石永久,谭清华. 建筑结构学报. 2018(02)
[5]钢结构焊接节点损伤分析及提高抗震性能的措施[J]. 魏科丰,韩丁. 工业建筑. 2016(09)
[6]基于变形和能量的双参数损伤模型[J]. 屠冰冰. 振动与冲击. 2016(11)
[7]钢框架梁柱加强与削弱并用节点抗震性能研究[J]. 张艳霞,李瑞,王路遥,赵微. 建筑钢结构进展. 2014(06)
[8]往复荷载下钢结构节点的超低周疲劳断裂预测[J]. 廖芳芳,王伟,陈以一. 同济大学学报(自然科学版). 2014(04)
[9]钢框架刚性连接加强型节点滞回性能试验研究[J]. 王燕,冯双,王玉田. 土木工程学报. 2011(05)
[10]肋板加强型管节点静力强度研究[J]. 李涛,邵永波,张季超. 建筑钢结构进展. 2010(01)
博士论文
[1]梁端翼缘扩大型连接钢框架抗震性能研究[D]. 王玉田.西安建筑科技大学 2012
[2]强震作用下钢框架焊接节点损伤性能和计算模型研究[D]. 熊俊.清华大学 2011
硕士论文
[1]扩翼型钢框架梁柱连接节点参数优化分析[D]. 管康伕.扬州大学 2018
[2]钢框架非对称加强型节点抗震分析[D]. 张文伉.重庆交通大学 2017
[3]钢框架扩翼型节点和狗骨式节点断裂特性分析[D]. 柳登.青岛理工大学 2016
[4]肋板及翼缘板加强节点抗震性能有限元分析[D]. 马子皓.青岛理工大学 2013
[5]梁上翼缘加肋非对称加强型节点滞回性能试验研究[D]. 张百悦.青岛理工大学 2012
[6]钢框架板式加强型焊接节点的断裂性能分析[D]. 王薇.青岛理工大学 2011
本文编号：3684117
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