方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点抗震性能研究

发布时间：2017-03-17 10:11

  本文关键词：方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点抗震性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钢结构建筑以其轻质高强、施工迅速、抗震性能好、对环境污染较小等优势近年来在我国迅速兴起。梁柱节点是钢框架中联系水平受力构件和竖向受力构件的关键部位,节点性能的好坏关系到整个结构的承载能力和抗震性能。传统栓焊混合连接的隔板贯通式节点的钢梁与隔板焊接处不易进行超声波检查,下翼缘的焊缝易存在焊接质量隐患从而出现裂缝。针对可能出现的焊接缺陷,本文提出了方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点,采用高强螺栓将贯通隔板与梁翼缘栓接。本文在以往研究的基础上对方钢管柱-H型钢梁全螺栓隔板贯通节点进行有限元模拟,并对其抗震性能做出分析评价,为结构设计提供参考依据。本文采用ANSYS有限元软件,对方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通节点做竖向位移的单调、循环加载。保证其他设计参数不变的条件下,仅考虑贯通隔板厚度、隔板外伸长度及连接板厚度的变化对节点的承载力、延性及耗能能力等抗震性能指标的影响。研究显示:各试件的位移延性系数均大于4,全螺栓连接隔板贯通节点表现出较强的延性,低周反复荷载作用下的等效粘滞阻尼系数在0.27~0.48之间表明各节点抗震耗能性能良好;各节点均能充分利用钢材的材料特性,在外伸隔板根部、隔板与梁螺栓连接区域应力较大,塑性铰出现在钢梁翼缘最外端处,实现塑性铰外移满足设计要求的“强节点,弱构件”;建议隔板厚度与梁翼缘厚度相同或者大一级以保证节点的传力可靠;受到建筑物空间限制,建议贯通隔板伸出长度控制在30mm到80mm之间;连接板的厚度对节点受力性能影响较小,建议比钢梁腹板厚2mm到4mm。
【关键词】：梁柱节点 隔板贯通式 全螺栓 抗震性能 非线性有限元分析 低周反复加载
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9;TU352.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 钢框架梁柱节点类型11-13
• 1.3 全螺栓连接隔板贯通式节点的特点13-15
• 1.4 国内外研究现状15-19
• 1.4.1 国外研究现状15-17
• 1.4.2 国内研究现状17-19
• 1.5 本文的研究工作19-22
• 第2章 有限元基础理论22-34
• 2.1 有限元法22-23
• 2.2 有限元分析理论23-25
• 2.2.1 线弹性有限元分析理论23
• 2.2.2 非性有限元分析理论23-25
• 2.3 ANSYS计算软件的选用25-26
• 2.4 材料的本构关系26-28
• 2.5 节点单元的选择及其性质28-31
• 2.5.1 实体单元28-29
• 2.5.2 接触单元29-30
• 2.5.3 预紧单元30-31
• 2.6 网格划分31
• 2.7 模型的加载控制31-32
• 2.8 求解设定32-33
• 2.9 本章小结33-34
• 第3章 方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点有限元分析34-52
• 3.1 方钢管柱-H型钢梁连接节点设计34-35
• 3.2 节点有限元模型的建立35-40
• 3.2.1 材料本构关系及单元选用35
• 3.2.2 建模及网格划分35-37
• 3.2.3 模型加载方案37-39
• 3.2.4 求解设定39
• 3.2.5 收敛控制39-40
• 3.3 节点域的有限元分析40-47
• 3.3.1 单调加载节点受力分析40-45
• 3.3.2 循环加载节点受力分析45-47
• 3.4 抗震性能指标分析47-49
• 3.4.1 结构延性系数47-48
• 3.4.2 结构耗能系数48-49
• 3.5 本章小结49-52
• 第4章 影响方钢管柱-钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点受力性能的参数分析52-66
• 4.1 概述52
• 4.2 隔板厚度对节点受力性能的影响52-56
• 4.2.1 单调加载作用下的影响54-55
• 4.2.2 低周反复荷载作用下的影响55-56
• 4.3 隔板外伸长度对节点受力性能的影响56-59
• 4.3.1 单调荷载作用下的影响57-58
• 4.3.2 低周反复荷载作用下的影响58-59
• 4.4 连接板厚度对节点受力性能的影响59-64
• 4.4.1 单调加载作用下的影响59-62
• 4.4.2 低周反复荷载作用下的影响62-64
• 4.5 抗震性能指标分析及评价64-65
• 4.5.1 延性系数64
• 4.5.2 耗能系数64-65
• 4.6 本章小结65-66
• 第5章 结论及展望66-68
• 5.1 结论66-67
• 5.2 展望67-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-73
• 作者简介73
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：252745