蜂窝门式刚架节点受力性能研究

发布时间：2017-04-30 14:06

  本文关键词：蜂窝门式刚架节点受力性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现行规范仅对变截面门式刚架的抗震设计进行了简要说明,没有对蜂窝门式刚架的设计和构造做专门规定。就现阶段而言,有关蜂窝式钢构件的研究比较少,研究的不够全面,使蜂窝式钢构件在中国的应用和发展严重滞后。本文概括了蜂窝门式刚架国内外的研究现状,介绍了大型有限元软件ABAQUS和有关的基础理论,按照相关设计和构造要求,设计本文的有限元模拟试件。考虑以扩张比(扩张后的试件的腹板高度与扩张前的试件的腹板高度的比值)、开孔距离、节点连接形式这三个因素对节点受力性能的影响。扩张比取1.52、1.4、0;节点连接形式为:端板平放、端板竖放;开孔距离(柱(梁)翼缘外侧到孔中心的距离)取370mm、773mm。利用ABAQUS6.13建立模拟试件。通过分析得出以下结论:(1)扩张比对试件受力性能的影响:模拟试件扩张比越大对柱子翼缘的应力影响越大,并且梁翼缘的应力分布更加的不均匀;试件的扩张比越大梁端在达到相同位移变形时的力越大;实腹式节点的梁端挠度、梁柱相对转角方面都明显大于蜂窝式节点;实腹式试件(即扩张比为零的试件)滞回曲线相对饱满,说明它在耗能、延性方面与蜂窝式试件相比都较好,它的极限承载力、刚度则不如蜂窝式试件;扩张比为1.52的试件的屈服荷载、极限承载力方面要大于扩张比为1.4的试件;扩张后试件的延性小于未扩张试件,说明未扩张试件的延性较好可以达到延性破坏;蜂窝式节点的强度或者刚度都较实腹式节点要高;实腹式试件的延性较好,随着试件扩张比的增加试件的延性不断降低;扩张比小的试件的耗能能力较好。(2)节点连接形式对试件受力性能的影响:节点连接形式对蜂窝梁翼缘应力分布影响不是很明显;端板竖放试件节点域处使应力集中现象得到一定的减缓;节点连接形式对蜂窝柱翼缘应力分布影响也不是很明显;蜂窝式试件的梁端在达到相同的变形时端板竖放比端板平放的承载力要大;端板竖放试件在刚度方面比端板平放试件要大一些;端板竖放的试件滞回性能明显没有端板平放试件的好;端板平放试件的延性明显大于端板竖放试件;端板平放试件在耗能能力方面要优于端板竖放试件。(3)开孔距离对试件受力性能的影响:开孔距离对蜂窝梁翼缘的应力影响很大,腹板开孔可以有效地将构件的塑性铰外移,防止在节点域部位出现塑性;蜂窝式试件梁上开孔距离合理的话可以有效的缓解蜂窝式构件梁根部的应力,其延性性能得到有效的改善,对试件上最大应力出现的位置可以得到控制;开孔距离对蜂窝柱翼缘应力影响较大,随着孔洞中心距节点域的距离增加试件的延性明显的增加,耗能能力、抗震能力也有所提高;蜂窝式试件随着开孔距离的增加节点的弹性受力阶段越短;开孔距离为773mm的试件的极限荷载大于开孔距离为390mm的试件的极限荷载,大于实腹式试件的极限荷载;开孔距离大的试件的等效刚度明显大于开孔距离小的试件的等效刚度;试件的延性和耗能能力随着开孔距离增加而变大。
【关键词】：蜂窝门式刚架 节点 有限元分析 静力性能 滞回性能
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU392.5
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-16
• 1.1 课题研究的背景11-12
• 1.2 国内外的研究现状12-14
• 1.2.1 国外的研究现状12-13
• 1.2.2 国内的研究现状13-14
• 1.3 课题的研究意义和内容14-16
• 1.3.1 课题的研究意义14
• 1.3.2 课题研究的内容14-16
• 2 有限元软件介绍及相关参数设置16-21
• 2.1 有限元软件ABAQUS简介16
• 2.2 有限元基础理论16-19
• 2.2.1 有限元分析16-17
• 2.2.2 结构的非线性17-18
• 2.2.3 塑性理论18-19
• 2.3 模型相关参数的设置19-20
• 2.3.1 分析步19
• 2.3.2 网格19
• 2.3.3 边界条件19-20
• 2.3.4 相互作用20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 有限元模拟试件的设计21-36
• 3.1 有限元模拟试件尺寸的确定21-31
• 3.1.1 扩张比 1.52的蜂窝型钢构件的设计22-24
• 3.1.2 扩张比 1.4 的蜂窝型钢构件的设计24-29
• 3.1.3 螺栓直径和端板厚度的选择29
• 3.1.4 节点域的抗剪29-30
• 3.1.5 加劲肋尺寸的确定30-31
• 3.2 材料的本构关系31-34
• 3.2.1 钢材的本构关系模型31-32
• 3.2.2 Q345的本构关系32-34
• 3.3 加载制度确定34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 蜂窝门式刚架节点静力模拟试验结果分析36-49
• 4.1 试件模型介绍36
• 4.2 梁翼缘应力分析36-40
• 4.3 柱翼缘应力分析40-43
• 4.4 梁端荷载-位移曲线43-47
• 4.5 本章小结47-49
• 5 蜂窝门式刚架节点低周往复循环位移模拟试验结果分析49-87
• 5.1 试件模型介绍49
• 5.2 节点破坏形式分析49-66
• 5.3 滞回性能66-72
• 5.3.1 滞回曲线66
• 5.3.2 滞回性能分析66-72
• 5.4 骨架曲线72-77
• 5.4.1 骨架曲线72-73
• 5.4.2 骨架曲线分析73-77
• 5.5 节点承载力的分析77-78
• 5.6 刚度退化的分析78-81
• 5.6.1 刚度退化78
• 5.6.2 刚度退化的分析78-81
• 5.7 延性性能81-83
• 5.7.1 延性系数81-82
• 5.7.2 结果分析82-83
• 5.8 耗能性能83-84
• 5.8.1 等效粘滞阻尼系数83
• 5.8.2 结果分析83-84
• 5.9 本章小结84-87
• 6 结论与展望87-89
• 6.1 结论87-88
• 6.2 展望88-89
• 参考文献89-91
• 攻读硕士期间发表学术论文请况91-92
• 致谢92

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 韩久远,袁旭东;门式刚架在设计施工中应注意的问题[J];钢结构;2003年05期

2 于有杰;;门式刚架制作吊装中的几个问题及处理[J];黑龙江科技信息;2003年11期

3 傅艳;门式刚架在设计施工中应注意的问题[J];淮北职业技术学院学报;2005年01期

4 黄拓军;;门式刚架的设计与施工的几点经验[J];石河子科技;2006年06期

5 许涛;;门式刚架设计[J];山东煤炭科技;2006年06期

6 李学峰;;轻型门式刚架设计初探[J];贵阳学院学报(自然科学版);2008年01期

7 饶秀云;;混合门式刚架合理构成[J];山西建筑;2008年19期

8 郭晓艳;;带夹层门式刚架厂房相关问题探讨[J];中国高新技术企业;2008年12期

9 马广为;;合理设计门式刚架的几点建议[J];中国高新技术企业;2008年19期

10 李丙辰;赵巍;;浅谈轻型门式刚架的设计与施工[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2009年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 理强;宋华;;浅淡轻型门式刚架设计[A];土木建筑学术文库(第11卷)[C];2009年

2 蔡益燕;;门式刚架设计施工中的一些问题[A];2004年全国建筑钢结构行业大会论文集[C];2004年

3 郭亮;杜聪雅;;门式刚架设计与应用浅谈[A];土木建筑学术文库(第12卷)[C];2009年

4 刘鹏;陈俊文;;基于遗传算法的门式刚架优化设计[A];计算机在土木工程中的应用——第十届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2000年

5 南建林;张惠东;王时翼;;锦绣苑会所24m跨预应力门式刚架的设计[A];第十一届全国混凝土及预应力混凝土学术交流会论文集[C];2001年

6 王新武;;减少门式刚架用钢量措施初探[A];中国钢结构协会成立二十周年庆典暨2004钢结构学术年会论文集[C];2004年

7 武人岱;徐振山;;门式刚架设计的几个问题[A];中国钢结构协会四届四次理事会暨2006年全国钢结构学术年会论文集[C];2006年

8 李金华;米宏广;侯晓星;;抽柱式两跨大跨度门式刚架分析研究[A];第二届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2002年

9 王建涛;孙玉玲;曹伟柱;周祥智;;门式刚架在复杂平面车间的应用[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年

10 谭毅;陈兰;;门式刚架中支撑系统的分析与研究[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 伊建康;门式刚架钢结构厂房几点质量问题的分析[N];现代物流报;2013年

2 ;轻型钢结构设计轻量化的主要途径[N];世界金属导报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 彭兴黔;基于气动措施的低矮房屋抗风设计[D];同济大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李英杰;极端雪荷载作用下双向变截面门式刚架稳健优化设计[D];燕山大学;2015年

2 朱琳越;基于大吨位吊车门式刚架位移限制的有限元分析[D];长安大学;2015年

3 许乐欢;门式刚架结构体系的极限承载能力分析[D];山东建筑大学;2015年

4 张勇;全局布索门式刚架的索参数确定方法研究[D];江苏科技大学;2015年

5 谢龙魁;镀锌方管轻型门式刚架实验及设计研究[D];华侨大学;2015年

6 李梦雪;门式刚架轻型钢结构理论分析与设计实例[D];河北工程大学;2015年

7 王迪;蜂窝门式刚架节点受力性能研究[D];辽宁工业大学;2016年

8 李文生;门式刚架整体倒塌分析及檩条承载能力试验研究[D];烟台大学;2008年

9 张燕斌;大中跨度门式刚架奶牛舍结构的优化设计[D];内蒙古农业大学;2009年

10 冯建霖;门式刚架轻钢结构优化设计研究[D];西安建筑科技大学;2009年

  本文关键词：蜂窝门式刚架节点受力性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：336986