不等高梁外环板式异形节点钢框架结构抗震性能研究
发布时间：2022-01-05 02:01
钢框架由于其优越的延性、强度以及装配化施工等特点受到了广泛应用。节点构件的延性性能直接决定了整体结构的传力路径以及失效机制,因此对钢框架结构的抗震性能起到了关键作用。随着建筑使用功能的不断发展,结构体型趋于复杂,梁高不相等的异形节点开始大量出现在工业建筑与民用建筑中。然而在实际工程中,由于缺少理论支持与经验积累,只能按照常规节点规范对此类异形节点进行设计,导致相关结构的应用受到限制,因此有必要对这种钢结构异形节点的抗震性能进行分析,探讨其受力机理与抗震性能。虽然目前国内外已经对这种梁高不相等的异形节点进行了一定的研究,但研究范围大多局限在了构件本身的弹塑性发展机制,无法全面判定局部节点特性对整体结构抗震性能的影响效果。根据上述情况,本文基于结构层次对梁高不相等的异形节点钢框架结构抗震性能进行了深入研究,主要工作如下:（1）为了合理分配计算资源,本文基于尺度分离的方法,建立钢框架结构多尺度模型进行数值模拟。使用宏观模型建立梁柱杆件,使用细观模型建立节点构件,通过合理的连接方式将细部节点的受力特征和整体结构的宏观响应协同计算,在保留构件几何特征的同时,使数值模型的计算效率得到了有效提高;同...
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梁高不相等的钢结构异形节点
点在北岭地震中出现了大量因梁柱连接处的焊缝开裂而引起的脆性破坏，有表现出钢框架所应具有的延性[13]。同时期，在日本和台湾所采用的是一柱 式的节点连接，这种节点是将一段短悬臂梁与柱在工厂预先焊接连接，现场再将中间梁段与短悬臂梁通过螺栓连接[14]，可以有效提高施工效率和量。然而，在阪神地震中，这种节点同样出现了大范围的脆性破坏[15]。震后调查发现，传统梁柱节点出现脆性破坏的主要原因为：梁下翼缘的焊较为困难，容易产生焊接缺陷，设计规范假定翼缘只承担弯矩，而实际由于节点域的剪切变形导致翼缘同时承担了一部分的剪力，此时由于下翼接质量问题使其成为裂缝开展的源头；焊缝操作孔端部的应变集中较为严出现低周疲劳现象，在反复的塑性变形之后容易引发撕裂，在梁翼缘处形定的裂口；梁柱构件由于在焊接部位受到约束作用而处于三向应力状态，出现明显屈服状态之前发生脆性破坏。图 1.2 为阪神地震中节点翼缘处的典形式。
合使用削弱型节点和加强型节点的构造措施。节点采用了在钢管柱内与梁翼缘高度平齐的位置焊效利用柱内隔板传递梁端弯矩，是使用较多的一种机理明确，应用也比较广泛，但是对于截面较小的，施工工艺比较复杂，因此焊接质量难以保证。图 的角焊缝连接失效。在内置隔板的同时可以在外部者进行了这个方向的研究。谢光杰等人分别对常规隔板式节点和圆孔削弱型内隔板式节点进行了循环节点梁翼缘在焊接部位出现了断裂，并没有达到 F两种节点则具有较好的延性与承载力，内隔板与柱重要因素。Chen C C 对 6 个栓焊式的内隔板式节点果表明，使用肋板加强后，节点具有稳定的滞回能于 0.03rad 的转角[34]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑楼板影响的外环板式梁柱节点抗震性能:试验研究[J]. 牟犇,王玲玲,张春巍,林旭川. 工程力学. 2018(02)
[2]H形梁翼缘双肋板加强式弱轴连接的抗震性能分析[J]. 卢林枫,林建军,胡本峰. 建筑科学与工程学报. 2017(03)
[3]面向压电智能结构精确变形的协同优化设计方法[J]. 吴曼乔,朱继宏,杨开科,张卫红. 力学学报. 2017(02)
[4]端板螺栓连接波浪腹板钢梁塑性铰转移设计方法研究[J]. 李青宁,姜昊天,赵花静,韩春. 世界地震工程. 2016(04)
[5]隔板贯通式箱形截面梁柱节点边梁抗震性能研究[J]. 王万祯,朱放,孙韶江,刘涛,郭戈. 建筑结构学报. 2016(11)
[6]动力弹塑性分析方法及其在结构设计中的应用[J]. 张谨,段小廿,杨律磊,龚敏锋,郑志刚. 建筑结构. 2016(20)
[7]古建筑木结构多尺度建模方法及抗震性能分析[J]. 姜绍飞,吴铭昊,唐伟杰,刘小明. 建筑结构学报. 2016(10)
[8]梁端翼缘削弱型节点空间钢框架抗震性能试验研究[J]. 王燕,李庆刚,董建莉,庄鹏. 建筑结构学报. 2016(S1)
[9]矩形钢管柱隔板贯通式节点抗结构连续倒塌的改进型连接构造与性能模拟[J]. 王伟,秦希. 工程力学. 2015(12)
[10]组合框架-核心筒体系抗震性能动力弹塑性分析方法[J]. 李一昕,陶慕轩,丁然,聂建国. 建筑结构学报. 2015(S1)
博士论文
[1]框架梁柱节点性能研究之测试方法与边界条件的分析[D]. 袁继雄.汕头大学 2008
硕士论文
[1]水平地震动持时的特征研究[D]. 王倩.中国地震局工程力学研究所 2015
[2]T型钢连接的方钢管柱—工字钢梁节点性能研究[D]. 于洪平.沈阳建筑大学 2013
[3]边界约束和加载点位置对节点性能的影响[D]. 周斌.汕头大学 2008
[4]方管柱-H型钢梁隔板贯通式节点抗震性能研究[D]. 庄磊.同济大学 2006
本文编号：3569504
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梁高不相等的钢结构异形节点
点在北岭地震中出现了大量因梁柱连接处的焊缝开裂而引起的脆性破坏，有表现出钢框架所应具有的延性[13]。同时期，在日本和台湾所采用的是一柱 式的节点连接，这种节点是将一段短悬臂梁与柱在工厂预先焊接连接，现场再将中间梁段与短悬臂梁通过螺栓连接[14]，可以有效提高施工效率和量。然而，在阪神地震中，这种节点同样出现了大范围的脆性破坏[15]。震后调查发现，传统梁柱节点出现脆性破坏的主要原因为：梁下翼缘的焊较为困难，容易产生焊接缺陷，设计规范假定翼缘只承担弯矩，而实际由于节点域的剪切变形导致翼缘同时承担了一部分的剪力，此时由于下翼接质量问题使其成为裂缝开展的源头；焊缝操作孔端部的应变集中较为严出现低周疲劳现象，在反复的塑性变形之后容易引发撕裂，在梁翼缘处形定的裂口；梁柱构件由于在焊接部位受到约束作用而处于三向应力状态，出现明显屈服状态之前发生脆性破坏。图 1.2 为阪神地震中节点翼缘处的典形式。
合使用削弱型节点和加强型节点的构造措施。节点采用了在钢管柱内与梁翼缘高度平齐的位置焊效利用柱内隔板传递梁端弯矩，是使用较多的一种机理明确，应用也比较广泛，但是对于截面较小的，施工工艺比较复杂，因此焊接质量难以保证。图 的角焊缝连接失效。在内置隔板的同时可以在外部者进行了这个方向的研究。谢光杰等人分别对常规隔板式节点和圆孔削弱型内隔板式节点进行了循环节点梁翼缘在焊接部位出现了断裂，并没有达到 F两种节点则具有较好的延性与承载力，内隔板与柱重要因素。Chen C C 对 6 个栓焊式的内隔板式节点果表明，使用肋板加强后，节点具有稳定的滞回能于 0.03rad 的转角[34]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑楼板影响的外环板式梁柱节点抗震性能:试验研究[J]. 牟犇,王玲玲,张春巍,林旭川. 工程力学. 2018(02)
[2]H形梁翼缘双肋板加强式弱轴连接的抗震性能分析[J]. 卢林枫,林建军,胡本峰. 建筑科学与工程学报. 2017(03)
[3]面向压电智能结构精确变形的协同优化设计方法[J]. 吴曼乔,朱继宏,杨开科,张卫红. 力学学报. 2017(02)
[4]端板螺栓连接波浪腹板钢梁塑性铰转移设计方法研究[J]. 李青宁,姜昊天,赵花静,韩春. 世界地震工程. 2016(04)
[5]隔板贯通式箱形截面梁柱节点边梁抗震性能研究[J]. 王万祯,朱放,孙韶江,刘涛,郭戈. 建筑结构学报. 2016(11)
[6]动力弹塑性分析方法及其在结构设计中的应用[J]. 张谨,段小廿,杨律磊,龚敏锋,郑志刚. 建筑结构. 2016(20)
[7]古建筑木结构多尺度建模方法及抗震性能分析[J]. 姜绍飞,吴铭昊,唐伟杰,刘小明. 建筑结构学报. 2016(10)
[8]梁端翼缘削弱型节点空间钢框架抗震性能试验研究[J]. 王燕,李庆刚,董建莉,庄鹏. 建筑结构学报. 2016(S1)
[9]矩形钢管柱隔板贯通式节点抗结构连续倒塌的改进型连接构造与性能模拟[J]. 王伟,秦希. 工程力学. 2015(12)
[10]组合框架-核心筒体系抗震性能动力弹塑性分析方法[J]. 李一昕,陶慕轩,丁然,聂建国. 建筑结构学报. 2015(S1)
博士论文
[1]框架梁柱节点性能研究之测试方法与边界条件的分析[D]. 袁继雄.汕头大学 2008
硕士论文
[1]水平地震动持时的特征研究[D]. 王倩.中国地震局工程力学研究所 2015
[2]T型钢连接的方钢管柱—工字钢梁节点性能研究[D]. 于洪平.沈阳建筑大学 2013
[3]边界约束和加载点位置对节点性能的影响[D]. 周斌.汕头大学 2008
[4]方管柱-H型钢梁隔板贯通式节点抗震性能研究[D]. 庄磊.同济大学 2006
本文编号：3569504
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