带加劲肋顶底角钢梁柱连接的力学性能研究
发布时间：2021-10-20 12:18
顶底角钢连接在钢结构框架中得到了广泛的应用,欧洲与美国为了简化构造,在角钢上不设置加劲肋,而我国一般在连接处角钢上设置加劲肋,加劲角钢与无加劲角钢的受力性能相差较大,无论是静力特性、滞回特性与抗震性能,国内外研究较少,因此缺乏该类型连接的试验研究、计算方法与理论,而且目前存在的无加劲肋顶底角钢连接的初始刚度与强度的计算方法普遍偏差较大,同时顶底角钢连接在准静态与冲击荷载下极限承载力与极限位移也亟须分析与评估。针对以上存在的问题,本文的主要研究内容包括:（1）进行了8个不同构造的顶底角钢连接的静力单调加载试验,研究了加劲肋位置、连接的方向等因素对连接受力的影响,并与无加劲型进行了对比;开展了12个角钢T型连接件的静力拉伸试验,分析了高强螺栓预紧力、加劲肋与角钢长度等因素对角钢连接件的抗拉刚度与承载力的影响。（2）采用有限元数值模拟对静力加载试件进行了分析,对多种单元类型、计算方法进行对比,并分析与验证了试验中各连接部件的受力机理。建立了60个角钢T型件模型与30个顶底角钢连接模型,根据参数分析结果,提取了影响连接弯矩-转角特性的重要参数。建立了6个大尺寸顶底角钢连接节点与12个大尺寸角钢...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
EC3梁柱连接节点分类方法
Lima[37][38]进行了弱轴双腹板角钢连接的试验与有限元分析，并对比了两者的结果，分析结果表明，柱子腹板为主要的受力构件，并采用组件法的思路建立了受拉柱子腹板的强度与初始刚度的计算公式，但刚度计算公式极为复杂，提出了预测该类型节点的弯矩-转角本构曲线的模拟方法。Tahir 等[39]认为 EC3 中的基本组件中不包含受拉面外柱腹板，其进行了 5 个弱轴平端板节点的单调加载试验，采用无劲腹板构造，数值模拟结果与试验获得的初始转动刚度与承载力相接近，试验与有限元参数分析结果均发现节点以柱子腹板面外变形过大而失效。Kim[40]等提出对韩国最常用的弱轴托焊板连接的改进方法，并进行了 3 个足尺的弱轴中柱改进节点试验，改进节点采用采用外伸端板、短 T 板与柱子腹板进行栓接，试验加载方式为对称加载，因此在分析中无需考虑柱子腹板变形的影响。
图 2-3 试验主要试件几何构造Fig. 2-3 The geometry configuration of main tested specimens表 2-1 单调加载试验试件参数Table 2-1 Parameters of the specimens for monotonic test试件编号 柱截面 角钢布置 角钢加劲布置 强弱轴 加SA-1 HW250×255×14×14 TS - 强轴 单SAS-1 HW250×255×14×14 TS T-Sti 强轴 单SAS-2 HW250×255×14×14 TS S-Sti 强轴 单SAS-3 HW250×255×14×14 TS TS-Sti 强轴 单WA-1 HM294×200×8×12 TS - 弱轴 单WAS-1 HM294×200×8×12 TS TS-Sti 弱轴 单WAS-2 HM294×200×8×12 TS TS-Sti 弱轴 单WAS-3 HM294×200×8×12 TS TS-Sti 弱轴 单注：TS 为顶底角钢，T-Sti 为顶角钢加劲肋，S-Sti 为底角钢加劲肋，TS-Sti 为顶底角钢加3 材性试验
【参考文献】：
期刊论文
[1]侧边边界条件对铝合金加筋板轴压性能的影响[J]. 徐荣章,关志东,蒋思远. 北京航空航天大学学报. 2016(01)
[2]工厂加工制作的特殊构造梁柱节点抗震性能试验研究[J]. 胡方鑫,施刚,石永久,蔡建光,厉亚宁,孙毅,王海涛. 建筑结构学报. 2014(07)
[3]国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见[J]. 中国环保产业. 2013(11)
[4]半刚性钢框架梁柱弱轴端板连接的试验研究和有限元分析[J]. 王湛,王涛. 土木工程学报. 2012(08)
[5]平端板连接半刚性梁柱组合节点的初始转动刚度[J]. 高婧,石文龙,李国强,叶志明. 工程力学. 2011(03)
[6]梁柱端板连接节点初始转动刚度计算模型[J]. 吴兆旗,张素梅,姜绍飞. 工程力学. 2009(06)
[7]柱突然时效导致的多层建筑连续坍塌（1）——简化评估框架[J]. B.A.Izzuddin,A.G. Vlassis,A.Y.Elghazouli,D.A. Nethercot. 钢结构. 2008(12)
[8]带加劲肋的顶底角钢连接梁柱节点的静力性能分析[J]. 郑廷银,毛志伟,张玉. 南京工业大学学报(自然科学版). 2008(05)
[9]梁柱端板连接节点的初始刚度计算[J]. 王素芳,陈以一. 工程力学. 2008(08)
[10]带加劲肋的顶底角钢与腹板双角钢连接的梁柱节点的试验[J]. 郑廷银,徐士云,张玉. 工业建筑. 2008(04)
博士论文
[1]半刚性连接钢框架设计理论与方法[D]. 刘伟.东南大学 2016
[2]端板连接弯矩—转角关系及半刚性钢框架抗震性能的研究[D]. 王涛.华南理工大学 2013
[3]钢结构半刚性连接体系理论分析及实验研究[D]. 完海鹰.中国科学技术大学 2009
[4]基于相关性的框架节点半刚性分析方法研究[D]. 潘建荣.汕头大学 2009
[5]钢框架梁柱弱轴半刚性连接性能研究[D]. 李文岭.西安建筑科技大学 2007
[6]梁柱外伸端板螺栓连接中若干问题研究[D]. 赵伟.浙江大学 2006
[7]多层钢框架梁柱连接节点抗震性能研究[D]. 王秀丽.哈尔滨工业大学 2004
[8]钢框架梁柱连接研究[D]. 王新武.武汉理工大学 2003
硕士论文
[1]端板节点受力分析及考虑加肋T型件的节点本构关系研究[D]. 谭紫云.华南理工大学 2014
[2]特殊构造端板连接节点受力性能和设计方法研究[D]. 范浩.清华大学 2012
[3]基于相关性的带加劲肋的顶底角钢连节点的半刚性研究[D]. 张云.华南理工大学 2011
本文编号：3446895
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
EC3梁柱连接节点分类方法
Lima[37][38]进行了弱轴双腹板角钢连接的试验与有限元分析，并对比了两者的结果，分析结果表明，柱子腹板为主要的受力构件，并采用组件法的思路建立了受拉柱子腹板的强度与初始刚度的计算公式，但刚度计算公式极为复杂，提出了预测该类型节点的弯矩-转角本构曲线的模拟方法。Tahir 等[39]认为 EC3 中的基本组件中不包含受拉面外柱腹板，其进行了 5 个弱轴平端板节点的单调加载试验，采用无劲腹板构造，数值模拟结果与试验获得的初始转动刚度与承载力相接近，试验与有限元参数分析结果均发现节点以柱子腹板面外变形过大而失效。Kim[40]等提出对韩国最常用的弱轴托焊板连接的改进方法，并进行了 3 个足尺的弱轴中柱改进节点试验，改进节点采用采用外伸端板、短 T 板与柱子腹板进行栓接，试验加载方式为对称加载，因此在分析中无需考虑柱子腹板变形的影响。
图 2-3 试验主要试件几何构造Fig. 2-3 The geometry configuration of main tested specimens表 2-1 单调加载试验试件参数Table 2-1 Parameters of the specimens for monotonic test试件编号 柱截面 角钢布置 角钢加劲布置 强弱轴 加SA-1 HW250×255×14×14 TS - 强轴 单SAS-1 HW250×255×14×14 TS T-Sti 强轴 单SAS-2 HW250×255×14×14 TS S-Sti 强轴 单SAS-3 HW250×255×14×14 TS TS-Sti 强轴 单WA-1 HM294×200×8×12 TS - 弱轴 单WAS-1 HM294×200×8×12 TS TS-Sti 弱轴 单WAS-2 HM294×200×8×12 TS TS-Sti 弱轴 单WAS-3 HM294×200×8×12 TS TS-Sti 弱轴 单注：TS 为顶底角钢，T-Sti 为顶角钢加劲肋，S-Sti 为底角钢加劲肋，TS-Sti 为顶底角钢加3 材性试验
【参考文献】：
期刊论文
[1]侧边边界条件对铝合金加筋板轴压性能的影响[J]. 徐荣章,关志东,蒋思远. 北京航空航天大学学报. 2016(01)
[2]工厂加工制作的特殊构造梁柱节点抗震性能试验研究[J]. 胡方鑫,施刚,石永久,蔡建光,厉亚宁,孙毅,王海涛. 建筑结构学报. 2014(07)
[3]国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见[J]. 中国环保产业. 2013(11)
[4]半刚性钢框架梁柱弱轴端板连接的试验研究和有限元分析[J]. 王湛,王涛. 土木工程学报. 2012(08)
[5]平端板连接半刚性梁柱组合节点的初始转动刚度[J]. 高婧,石文龙,李国强,叶志明. 工程力学. 2011(03)
[6]梁柱端板连接节点初始转动刚度计算模型[J]. 吴兆旗,张素梅,姜绍飞. 工程力学. 2009(06)
[7]柱突然时效导致的多层建筑连续坍塌（1）——简化评估框架[J]. B.A.Izzuddin,A.G. Vlassis,A.Y.Elghazouli,D.A. Nethercot. 钢结构. 2008(12)
[8]带加劲肋的顶底角钢连接梁柱节点的静力性能分析[J]. 郑廷银,毛志伟,张玉. 南京工业大学学报(自然科学版). 2008(05)
[9]梁柱端板连接节点的初始刚度计算[J]. 王素芳,陈以一. 工程力学. 2008(08)
[10]带加劲肋的顶底角钢与腹板双角钢连接的梁柱节点的试验[J]. 郑廷银,徐士云,张玉. 工业建筑. 2008(04)
博士论文
[1]半刚性连接钢框架设计理论与方法[D]. 刘伟.东南大学 2016
[2]端板连接弯矩—转角关系及半刚性钢框架抗震性能的研究[D]. 王涛.华南理工大学 2013
[3]钢结构半刚性连接体系理论分析及实验研究[D]. 完海鹰.中国科学技术大学 2009
[4]基于相关性的框架节点半刚性分析方法研究[D]. 潘建荣.汕头大学 2009
[5]钢框架梁柱弱轴半刚性连接性能研究[D]. 李文岭.西安建筑科技大学 2007
[6]梁柱外伸端板螺栓连接中若干问题研究[D]. 赵伟.浙江大学 2006
[7]多层钢框架梁柱连接节点抗震性能研究[D]. 王秀丽.哈尔滨工业大学 2004
[8]钢框架梁柱连接研究[D]. 王新武.武汉理工大学 2003
硕士论文
[1]端板节点受力分析及考虑加肋T型件的节点本构关系研究[D]. 谭紫云.华南理工大学 2014
[2]特殊构造端板连接节点受力性能和设计方法研究[D]. 范浩.清华大学 2012
[3]基于相关性的带加劲肋的顶底角钢连节点的半刚性研究[D]. 张云.华南理工大学 2011
本文编号：3446895
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