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塑性铰外移型钢管混凝土柱-钢梁节点的力学性能研究

发布时间:2018-11-28 13:24
【摘要】:将梁柱连接处的塑性铰外移到梁上,可以有效地保护节点,避免其发生脆性破坏。根据国内外学者的试验研究和理论分析发现,能够实现塑性铰外移的方法主要有两种,即梁端削弱或者梁端加强。基于这一理念,本文利用ABAQUS有限元软件,对塑性铰外移型钢管混凝土柱-钢梁内隔板节点的力学性能进行了一番研究。本文的主要工作包括以下几个方面: (1)在大量阅读相关文献的基础上,采用一定的建模方法,模拟相关节点试验,并将有限元模拟结果与试验结果相比较,以校验建模方法的合理性。参考相关规范,设计一个普通内隔板式钢管混凝土柱-钢梁节点,应用校验好的建模方法建立节点模型,并分别对其梁端施加竖向反对称的单调和往复位移荷载,分析节点在两种荷载条件下的力学性能。 (2)对设计好的普通内隔板式钢管混凝土柱-钢梁节点,分别进行梁端翼缘削弱、翼缘直接扩大和翼缘侧板加强处理,得到三种塑性铰外移型节点。采用同样的建模方法,对三种塑性铰外移型节点进行相同条件荷载作用下的有限元模拟,分析其力学性能。最后根据模拟结果,讨论并给出三种节点合理的塑性铰外移设计尺寸建议,为实际工程设计提供参考。 (3)针对楼板的组合效应对塑性铰外移型钢管混凝土节点力学性能的影响,根据相关资料,设计合理的楼板,与前文所述的普通钢管混凝土柱-钢梁节点装配成组合梁节点。采用与前述相同的边界条件和加载方式对该组合梁节点施加单调位移荷载,比较其加载结果与钢梁节点的异同。继而对该组合梁节点进行相同的塑性铰外移设计,研究改造后的组合梁节点单调位移荷载作用下的力学性能。
[Abstract]:When the plastic hinge of Liang Zhu joint is moved out to the beam, it can effectively protect the joint from brittle failure. According to the experimental research and theoretical analysis of scholars at home and abroad, it is found that there are two main methods to realize the plastic hinge displacement, that is, the beam end is weakened or the beam end is strengthened. Based on this idea, the mechanical properties of plastic hinged concrete filled steel tubular column-steel beam inner partition joints are studied by using ABAQUS finite element software. The main work of this paper includes the following aspects: (1) on the basis of reading a large number of related literature, a certain modeling method is used to simulate the relevant node test, and the finite element simulation results are compared with the experimental results. The rationality of the modeling method is verified. Referring to the relevant specifications, a common concrete-filled steel tubular column-steel beam joint is designed. The model of the joint is established by using the calibrated modeling method, and the vertical antisymmetric monotonic and reciprocating displacement loads are applied to the end of the beam, respectively. The mechanical properties of joints under two loads are analyzed. (2) three kinds of plastic hinge joints are obtained by weakening the flange at the end of the beam, expanding the flange directly and strengthening the flange side plate. Using the same modeling method, the finite element simulation of three plastic hinge joints under the same load conditions is carried out, and the mechanical properties of the joints are analyzed. Finally, according to the simulation results, the reasonable design dimensions of three kinds of plastic joints are discussed and given, which provides a reference for practical engineering design. (3) in view of the influence of the combination effect of floor on the mechanical properties of the plastic hinged concrete filled steel tubular joints, according to the relevant data, the reasonable floor is designed and assembled into composite beam joints with the common concrete-filled steel tubular column-steel beam joints mentioned above. The same boundary condition and loading mode are used to apply monotone displacement load to the composite beam joint, and the difference and similarities between the loading results and the steel beam joint are compared. Then the joint of the composite beam is designed with the same plastic hinge, and the mechanical properties of the modified joint under monotone displacement load are studied.
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU398.9

【参考文献】

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本文编号:2362950

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