强震下钢框架梁柱焊接节点焊缝疲劳裂纹萌生试验及损伤评估研究
发布时间：2021-01-22 19:10
在强烈地震作用下,从结构构件的宏观层面分析钢框架梁柱节点整体的抗震性能及地震损伤程度,对指导钢框架梁柱节点抗疲劳设计起到了重要的作用。但该研究思路因不关注节点局部易损部位在地震作用下的弹塑性响应,较难把握钢框架焊接节点局部焊缝易损位置的疲劳损伤机理和破坏模式。本文从局部概念出发,针对钢框架梁柱焊接节点在强烈地震作用下的疲劳损伤评估问题开展研究。首先,通过两类焊接构造细节的低周疲劳试验,探讨梁柱节点焊接构造细节的低周疲劳性能、疲劳强度及低周疲劳损伤机理。其次,根据地震作用下梁柱节点焊缝区震害特征,以箱型柱节点为试验对象,采用大位移幅值进行低周循环往复加载试验,分析地震作用下梁柱焊接节点焊缝裂纹萌生、扩展、贯通的演化过程及损伤破坏机制,提出箱型柱节点焊缝裂纹萌生的量化判据。再次,基于焊缝构造细节的疲劳性能参数及整体节点试件疲劳危险点的应变响应,结合多轴疲劳分析方法,进行节点损伤分析。最后,利用ABAQUS有限元软件建立钢框架梁柱节点实体模型进行数值分析,与试验结果进行对比验证。本文主要研究工作如下:（1）基于目前钢框架结构箱型柱节点局部细节疲劳性能参数匮乏,根据已发布的疲劳设计指导规程,结...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
延性梁柱节点形式
图 2.1 不同学者焊接构造细节疲劳测试试件以往确定材料疲劳性能参数一般通过对光滑的薄壁圆管试件或焊材圆管试件进行疲劳测试，本文为进行多高层钢框架结构箱型柱焊接节点疲劳寿命计算及损伤分析，结合箱型柱节点焊接构造细节特征，设计了两种形式进行低周疲劳试验研究[97,98]。试验采用 Q235 钢，将 16mm 厚的钢板开成 V 型坡口，试样从平板试件上切割，并保证焊缝位于试样中心，运用手弧焊方式进行对接，制作成平板对接焊接试件（plate butt weld specimen，简称 PB）以及十字型承载焊接试件（cruciform load-carrying groove weld specimen，简称 CLG），试件尺寸设计如图 2.2 所示，试件加工后的照片如图 2.3。
引伸计布置图
【参考文献】：
期刊论文
[1]多轴加载条件下结构钢基材及焊接件低周疲劳性能试验研究[J]. 赵而年,瞿伟廉,周强. 建筑结构学报. 2016(12)
[2]焊接节点构造细节的低周疲劳试验研究[J]. 黄丽珍,瞿伟廉. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(10)
[3]一种新的多轴非比例低周疲劳寿命预测临界面模型[J]. 赵而年,瞿伟廉. 力学学报. 2016(04)
[4]基于应变路径非比例度的多轴疲劳寿命预测[J]. 钟波,王延荣,魏大盛,杨珑. 航空动力学报. 2016(02)
[5]空间H形梁柱节点的节点域滞回性能试验研究[J]. 潘伶俐,陈以一,焦伟丰,传光红. 建筑结构学报. 2015(10)
[6]一种接触式三维应变花的工作原理及其应用[J]. 李顺群,高凌霞,冯慧强,张少峰. 岩土力学. 2015(05)
[7]Seismic performance and comparison of three different I beam to box column joints[J]. Z.Saneei Nia,A.Mazroi,M.Ghassemieh,H.Pezeshki. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2014(04)
[8]考虑加载路径影响的改进Park-Ang损伤模型[J]. 罗文文,李英民,韩军. 工程力学. 2014(07)
[9]多轴随机载荷下的疲劳寿命估算方法[J]. 吴志荣,胡绪腾,宋迎东. 航空动力学报. 2014(06)
[10]结构钢杆件基于变形和耗能的塑性破坏准则研究[J]. 王锦文,瞿伟廉. 振动与冲击. 2013(19)
博士论文
[1]多轴低周疲劳寿命预测与钢框架梁柱节点的地震损伤评估研究[D]. 赵而年.武汉理工大学 2017
[2]强烈地震作用下钢框架的损伤退化行为[D]. 王萌.清华大学 2013
[3]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
[4]钢结构刚性梁柱节点抗震性能的研究[D]. 张莉.天津大学 2004
[5]地震循环载荷下钢结构梁柱焊接节点耗能与损伤行为的研究[D]. 李杰.天津大学 2003
本文编号：2993756
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
延性梁柱节点形式
图 2.1 不同学者焊接构造细节疲劳测试试件以往确定材料疲劳性能参数一般通过对光滑的薄壁圆管试件或焊材圆管试件进行疲劳测试，本文为进行多高层钢框架结构箱型柱焊接节点疲劳寿命计算及损伤分析，结合箱型柱节点焊接构造细节特征，设计了两种形式进行低周疲劳试验研究[97,98]。试验采用 Q235 钢，将 16mm 厚的钢板开成 V 型坡口，试样从平板试件上切割，并保证焊缝位于试样中心，运用手弧焊方式进行对接，制作成平板对接焊接试件（plate butt weld specimen，简称 PB）以及十字型承载焊接试件（cruciform load-carrying groove weld specimen，简称 CLG），试件尺寸设计如图 2.2 所示，试件加工后的照片如图 2.3。
引伸计布置图
【参考文献】：
期刊论文
[1]多轴加载条件下结构钢基材及焊接件低周疲劳性能试验研究[J]. 赵而年,瞿伟廉,周强. 建筑结构学报. 2016(12)
[2]焊接节点构造细节的低周疲劳试验研究[J]. 黄丽珍,瞿伟廉. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(10)
[3]一种新的多轴非比例低周疲劳寿命预测临界面模型[J]. 赵而年,瞿伟廉. 力学学报. 2016(04)
[4]基于应变路径非比例度的多轴疲劳寿命预测[J]. 钟波,王延荣,魏大盛,杨珑. 航空动力学报. 2016(02)
[5]空间H形梁柱节点的节点域滞回性能试验研究[J]. 潘伶俐,陈以一,焦伟丰,传光红. 建筑结构学报. 2015(10)
[6]一种接触式三维应变花的工作原理及其应用[J]. 李顺群,高凌霞,冯慧强,张少峰. 岩土力学. 2015(05)
[7]Seismic performance and comparison of three different I beam to box column joints[J]. Z.Saneei Nia,A.Mazroi,M.Ghassemieh,H.Pezeshki. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2014(04)
[8]考虑加载路径影响的改进Park-Ang损伤模型[J]. 罗文文,李英民,韩军. 工程力学. 2014(07)
[9]多轴随机载荷下的疲劳寿命估算方法[J]. 吴志荣,胡绪腾,宋迎东. 航空动力学报. 2014(06)
[10]结构钢杆件基于变形和耗能的塑性破坏准则研究[J]. 王锦文,瞿伟廉. 振动与冲击. 2013(19)
博士论文
[1]多轴低周疲劳寿命预测与钢框架梁柱节点的地震损伤评估研究[D]. 赵而年.武汉理工大学 2017
[2]强烈地震作用下钢框架的损伤退化行为[D]. 王萌.清华大学 2013
[3]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
[4]钢结构刚性梁柱节点抗震性能的研究[D]. 张莉.天津大学 2004
[5]地震循环载荷下钢结构梁柱焊接节点耗能与损伤行为的研究[D]. 李杰.天津大学 2003
本文编号：2993756
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