T型钢连接的方钢管柱—工字钢梁节点性能研究

发布时间：2019-11-07 08:42

【摘要】：随着钢结构技术在我国的蓬勃发展，特别是方钢管柱的生产技术提高，方钢管柱正以其材料利用充分，便于造型等优点，越来越多的应用在钢框架结构中,而节点的设计是实际工程中的一个重要课题。传统的节点形式如隔板式施工复杂、成本高、焊接质量难以保证。因此，有必要开发新型的节点形式以使方钢管柱广泛应用到实践工程。 本文提出了一种新型节点形式：T型钢连接的方钢管柱-工字钢梁节点，此节点具有传力路径简单，施工方便等优点。通过ABAQUS有限元分析与试验相结合，研究了此新型节点的初始刚度、承载能力、抗震性能等特性。以此为背景，本文开展的主要工作： 利用有限元分析软件建立新型节点的有限元模型，分析了典型节点在单调加载作用下的力学性能、应力分布与破坏形态；采用有限元分析软件ABAQUS对节点在单调加载下的性能进行非线性有限元分析，讨论了T型钢连接件尺寸、梁柱尺寸等参数对节点性能的影响。通过以上分析结果确定此新型节点的类型，结果表明此T型钢梁柱连接节点属于半刚性节点。 在有限元分析的基础上，对典型节点与加肋后节点共四个试件进行单调加载与往复加载下的试验研究。单调加载下研究节点的弯矩-转角曲线、破坏模式和T型钢连接件的变形，讨论加劲肋对连接节点性能的影响，包括初始刚度、极限转角以及极限破坏荷载等。往复加载下，研究此半刚性节点在地震作用下的抗震性能，分析此新型连接的滞回特性、破坏模式和T型钢连接件的变形，讨论加劲肋对连接的初始刚度、极限转角、极限荷载以及连接的耗能系数（延性指标及能量耗散系数）以及节点域剪切变形的影响。 讨论了节点的7种可能破坏模式并进行承载力计算，得到节点的理论承载力公式，并与试验结果进行对比验证。 为验证以上有限元分析所得结果的可靠性，本文最后利用材性试验得到的钢材应力-应变带入钢材本构模型中进行有限元分析。通过有限元分析结果与试验结果的对比，，验证有限元分析的可行性。最后总结试验与有限元分析结果，给出此新型节点应用于工程实际的合理建议。
【图文】：

图 1.1 内隔板式节点Fig. 1.1 connection with inner diaphragm外隔板节点又叫外环板式，这种节点梁翼缘与水平外隔板采用现场全融透坡口焊缝梁腹板与预设的连接件采用高强螺栓现场连接。外隔板式节点不影响混凝土的浇注可以简化为刚接。但环板的尺寸较大，用钢量较大，同时外隔板的存在也影响建筑空间使用，对于住宅建筑，还影响到墙体的施工。外隔板节点的构造见图 1.2 所示。

图 1.1 内隔板式节点Fig. 1.1 connection with inner diaphragm外隔板节点又叫外环板式，这种节点梁翼缘与水平外隔板采用现场全融透坡口焊缝连梁腹板与预设的连接件采用高强螺栓现场连接。外隔板式节点不影响混凝土的浇注，可以简化为刚接。但环板的尺寸较大，用钢量较大，同时外隔板的存在也影响建筑设空间使用，对于住宅建筑，还影响到墙体的施工。外隔板节点的构造见图 1.2 所示。
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU392

【引证文献】

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本文编号：2557193