方钢管桁架装配式K型局部砼强化节点滞回性能研究

发布时间：2022-12-08 02:43

　　钢管桁架结构是当前空间结构的主要形式之一。随着社会经济和建筑结构的不断发展,建筑功能需求的多样化,该类结构规模越来越趋于大跨、重载、复杂化。钢管相贯节点处往往杆件汇交多,应力集中较为明显,使得节点通常成为结构的薄弱部位。为了满足使用要求,通常需要对钢管相贯节点进行加强。本文基于前人对相贯节点加强措施研究的基础上,针对空间大跨度钢管结构常见的K型基本节点形式,提出在工厂预制局部填充混凝土装配式强化节点,再现场组装结构。该类新型装配式节点具有减轻结构自重、优化节点破坏模式、便于更换,可实现灾后快速恢复等优点;同时能够解决大跨度钢管结构关键节点的承载力不足问题。本文将采用非线性有限元方法对该类新型节点在往复荷载作用下的滞回性能进行相关研究;同时将该类节点置入桁架中,进一步探究局部节点的改变对结构滞回性能的影响。具体如下:（1）针对桁架结构中常用的K型节点,按照局部填充混凝土加强节点,并考虑将节点作为独立部品,实现工厂加工,现场再与构件装配的构想,提出2种节点构造形式。（2）利用非线性有限单元法,以及与既有试验对比法,构建K型节点精细化模型,分析2种新型装配式强化节点在往复荷载作用下的破坏模式... 

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 节点研究现状
        1.2.1 空钢管节点
        1.2.2 钢管混凝土节点
        1.2.3 其他加强形式节点
    1.3 研究对象及研究意义
        1.3.1 研究对象
        1.3.2 研究意义
    1.4 本文研究内容及技术路线
        1.4.1 本文研究内容
        1.4.2 本文技术路线
第二章 钢管混凝土K型节点有限元模拟方法与模型验证
    2.1 引言
    2.2 有限元分析方法
        2.2.1 材料本构关系
        2.2.2 单元类型和网格划分
        2.2.3 模型接触面的处理
        2.2.4 模型求解设置
    2.3 试验与有限元分析模型对比验证
    2.4 小结
第三章 装配式K型强化节点与空钢管节点有限元对比分析
    3.0 引言
    3.1 节点构造形式与几何参数
        3.1.1 K型节点设计思路与构造形式
        3.1.2 新型节点几何参数
    3.2 K型节点有限元建模
        3.2.1 K型节点边界条件的选取
        3.2.2 K型节点位移加载制度的选取
        3.2.3 材料本构关系
        3.2.4 有限元模型简化处理
    3.3 K型节点有限元计算结果对比分析
        3.3.1 节点的屈服位移
        3.3.2 节点破坏模式对比分析
        3.3.3 节点滞回曲线
        3.3.4 节点骨架曲线
        3.3.5 节点延性分析
        3.3.6 节点刚度退化分析
        3.3.7 节点耗能能力分析
    3.4 本章小结
第四章 装配式K型强化节点滞回性能参数分析
    4.0 引言
    4.1 两支管间隙对节点力学性能的影响
        4.1.1 K-1 型节点基本参数及屈服位移
        4.1.2 K-1 型节点破坏模式
        4.1.3 K-1 型节点滞回曲线
        4.1.4 K-1 型节点骨架曲线及延性系数
        4.1.5 K-1 型节点刚度退化
        4.1.6 K-1 型节点耗能能力分析
    4.2 混凝土强度对节点力学性能的影响
        4.2.1 K-1 型节点基本参数及屈服位移
        4.2.2 K-1 型节点破坏模式
        4.2.3 K-1 型节点滞回曲线
        4.2.4 K-1 型节点骨架曲线及延性系数
        4.2.5 K-1 型节点刚度退化
        4.2.6 K-1 型节点耗能能力分析
    4.3 主管径厚比对节点力学性能的影响
        4.3.1 K-1 型节点基本参数及屈服位移
        4.3.2 K-1 型节点破坏模式
        4.3.3 K-1 型节点滞回曲线
        4.3.4 K-1 型节点骨架曲线及延性系数
        4.3.5 K-1 型节点刚度退化
        4.3.6 K-1 型节点耗能能力分析
    4.4 支主管管径比对节点力学性能的影响
        4.4.1 K-1 型节点基本参数及屈服位移
        4.4.2 K-1 型节点破坏模式
        4.4.3 K-1 型节点滞回曲线
        4.4.4 K-1 型节点骨架曲线及延性系数
        4.4.5 K-1 型节点刚度退化
        4.4.6 K-1 型节点耗能能力分析
    4.5 套主管厚度比对节点力学性能的影响
        4.5.1 K-1 型节点基本参数及屈服位移
        4.5.2 K-1 型节点破坏模式
        4.5.3 K-1 型节点滞回曲线
        4.5.4 K-1 型节点骨架曲线及延性系数
        4.5.5 K-1 型节点刚度退化
        4.5.6 K-1 型节点耗能能力分析
    4.6 支主管长度比对节点力学性能的影响
        4.6.1 K-1 型节点基本参数及屈服位移
        4.6.2 K-1 型节点破坏模式
        4.6.3 K-1 型节点滞回曲线
        4.6.4 K-1 型节点骨架曲线及延性系数
        4.6.5 K-1 型节点刚度退化
        4.6.6 K-1 型节点耗能能力分析
    4.7 设计建议
    4.8 本章小结
第五章 加强节点型Warren桁架滞回性能研究
    5.0 引言
    5.1 Warren桁架基本参数及屈服位移
    5.2 Warren桁架破坏模式对比分析
    5.3 Warren桁架滞回曲线
    5.4 Warren桁架骨架曲线及延性系数
    5.5 Warren桁架刚度退化
    5.6 Warren桁架耗能能力分析
    5.7 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]主管夹层灌混凝土的K型搭接节点滞回耗能分析[J]. 林健康,杨文伟,高栋,王朝阳.  建筑科学. 2019(03)
[2]导管架平台T型节点疲劳分析及试验研究[J]. 戴伟顺,张充霖,张伯莹,叶谦,白勇.  低温建筑技术. 2019(02)
[3]加劲相贯焊K型节点承载力试验研究及设计计算方法[J]. 王晓建,陈勇,王昌,郭勇,陈聪,刘青松.  钢结构. 2018(11)
[4]盲眼螺栓连接方钢管混凝土T型节点的抗拉性能[J]. 谭丁,刘艳芝,陈健,潘洪伟.  长沙理工大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]方钢管焊接T型节点轴向滞回性能分析[J]. 常鸿飞,罗梓,徐玮,孔伟.  中国矿业大学学报. 2018(04)
[6]方钢管混凝土T型节点力学性能研究[J]. 贾黎凯,曹升亮.  内蒙古公路与运输. 2018(03)
[7]钢管混凝土T形相贯节点应力集中系数研究[J]. 陈娟,聂建国,周成野.  建筑结构学报. 2018(03)
[8]基于焊缝模拟的圆钢管K型、T型节点承载力分析[J]. 索雅琪,杨文伟.  工业建筑. 2018(01)
[9]大跨越钢管塔K型节点滞回性能分析[J]. 刘春城,李国强,樊晓玲,毛龙,龙祖良,查传明.  东北电力大学学报. 2017(06)
[10]方钢管混凝土K型节点滞回性能试验研究[J]. 王忠颖,邓芃,刘艳,姜德乾,毕建静.  钢结构. 2017(10)

博士论文
[1]矩形钢管混凝土桁架节点极限承载力试验与设计方法研究[D]. 刘永健.湖南大学 2003

硕士论文
[1]方钢管桁架装配式局部填充混凝土K型强化节点静力性能及刚域研究[D]. 高路正.长安大学 2018
[2]主管灌混凝土的钢管结构K型搭接节点滞回性能研究[D]. 张国庆.宁夏大学 2017
[3]K型圆钢管相贯节点套管加强及承载力研究[D]. 高艳林.兰州交通大学 2012
[4]K型间隙CR节点滞回性能的有限元分析[D]. 刘爽.哈尔滨工业大学 2011
[5]K型间隙方管节点滞回性能的试验研究[D]. 高洋.哈尔滨工业大学 2008
[6]轴向力作用下T型方管节点滞回性能的试验研究[D]. 陈鹏.哈尔滨工业大学 2007
[7]冷弯薄壁型钢轴心受压构件在残余应力影响下的整体稳定性研究[D]. 刘华琛.武汉科技大学 2003



本文编号：3713382