震后可快速修复的单边L形屈曲约束钢梁柱节点抗震性能研究
发布时间：2021-05-13 17:06
钢框架梁柱节点的性能直接影响着整体结构的承载力和稳定性,传统的全焊接节点和栓焊混合节点在美国北岭地震和日本阪神地震中因焊缝的脆性断裂而未表现出预期的抗震能力,针对上述问题进行改进后的加强型节点和削弱型节点虽然能将塑性铰外移,但是其结构的修复将会非常困难;一些基于可恢复功能结构概念提出的节点存在着构造复杂、施工困难等劣势。因此寻求一种低成本、施工简单、抗震性能优越、可快速修复的钢框架梁柱连接节点成为本文研究的重点。本文结合屈曲约束和可恢复功能结构的理念,提出了一种新型的震后可快速修复的钢框架梁柱连接节点。首先本文设计并制作了11组足尺的节点试件,通过低周往复加载试验研究了节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力等,探讨了L形板削弱段的切割工艺、加载制度、有无防屈曲约束盖板等参数对其抗震性能的影响。试验结果表明,本文所提出的节点能够将损伤控制在L形板削弱区域,在震后通过对损坏的L形板进行更换便可快速恢复结构功能;具有可靠加工质量和防屈曲约束机制的试件的塑性转角均超过了 5%,能够满足我国标准《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）以及美国钢结构抗震设计规范对于抗弯框...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外塑性铰外移节点研究现状
1.2.1 削弱型节点
1.2.2 加强型节点
1.2.3 可恢复功能钢框架节点研究现状
1.3 屈曲约束原理
1.4 研究内容
第二章 单边L形屈曲约束钢梁柱节点试验
2.1 试验方案设计
2.1.1 试验构件设计
2.1.1.1 梁柱截面尺寸确定
2.1.1.2 L形板设计
2.1.1.3 其它部件设计
2.1.2 试件参数选取
2.2 试验加载
2.2.1 加载装置
2.2.2 加载制度
2.3 数据测量
2.3.1 测量内容
2.3.2 测点布置
2.4 试验过程
2.4.1 材性试验
2.4.2 试验现象
2.4.3 节点破坏特征
2.5 试验结果及分析
2.5.1 滞回曲线
2.5.2 骨架曲线
2.5.3 强度和刚度
2.5.4 能量耗散曲线
2.5.5 累计耗能
2.5.6 应变分析
2.6 与单边T形屈曲约束式梁柱节点的对比
2.6.1 节点构造
2.6.2 抗震性能对比
2.7 本章小结
第三章 ABAQUS数值模拟
3.1 有限元模型建立
3.1.1 钢材本构
3.1.2 单元选择与接触关系
3.1.3 网格划分
3.1.4 边界条件与荷载设置
3.2 模拟结果
3.2.1 模型验证
3.2.2 变形情况
3.2.3 应力分布
3.3 有限元参数分析
3.3.1 盖板厚度的影响
3.3.2 盖板间隙的影响
3.3.3 摩擦系数的影响
3.3.4 削弱深度的影响
3.3.5 削弱段长度的影响
3.4 本章小结
第四章 节点设计方法
4.1 节点强度计算方法
4.1.1 转动中心的确定
4.1.2 公式推导
4.1.3 节点试验、设计承载力对比
4.2 节点传力机理分析
4.3 设计建议
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间研究成果
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]下翼缘组件可更换框架组合梁的设计方法及验证[J]. 贺修樟,陈以一. 建筑结构学报. 2020(03)
[2]带狗骨削弱盖板的自复位预应力梁柱节点静力性能研究[J]. 张爱林,杨忠帅,姜子钦,赵迪,周宝儒. 建筑结构. 2019(19)
[3]可恢复功能装配式中柱节点耗能装置试验研究[J]. 姜子钦,杨晓峰,张爱林,牛子尧,王琦. 建筑结构学报. 2020(01)
[4]地震工程:从抗震、减隔震到可恢复性[J]. 周颖,吴浩,顾安琪. 工程力学. 2019(06)
[5]2018年震情述评[J]. 王月,薛艳,张小涛,邓世广,马亚伟,姜祥华,杨文,韩颜颜,解孟雨,宋金,史海霞,周龙泉. 中国地震. 2019(01)
[6]考虑撬力作用位置的T型连接初始刚度计算方法[J]. 强旭红,武念铎,罗永峰. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2018(12)
[7]2017年中国大陆地震灾害损失述评[J]. 林向洋,郑通彦,文鑫涛. 防灾科技学院学报. 2018(03)
[8]2017年九寨沟7.0级地震灾害特点浅析[J]. 李皓,刘金龙,江小林,吕国军,李姜. 震灾防御技术. 2018(03)
[9]外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点受力性能有限元分析[J]. 牟犇,李茜,王燕,白涌滔,宁宁. 建筑结构学报. 2018(10)
[10]外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点抗震性能试验研究[J]. 牟犇,井后凯,张春巍,王燕,王悦. 建筑结构学报. 2018(08)
硕士论文
[1]单边T形屈曲约束钢梁柱节点抗震性能研究[D]. 李永超.山东大学 2019
[2]基于损伤控制的屈曲约束钢梁柱连接节点抗震性能研究[D]. 罗建良.山东大学 2018
本文编号：3184394
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外塑性铰外移节点研究现状
1.2.1 削弱型节点
1.2.2 加强型节点
1.2.3 可恢复功能钢框架节点研究现状
1.3 屈曲约束原理
1.4 研究内容
第二章 单边L形屈曲约束钢梁柱节点试验
2.1 试验方案设计
2.1.1 试验构件设计
2.1.1.1 梁柱截面尺寸确定
2.1.1.2 L形板设计
2.1.1.3 其它部件设计
2.1.2 试件参数选取
2.2 试验加载
2.2.1 加载装置
2.2.2 加载制度
2.3 数据测量
2.3.1 测量内容
2.3.2 测点布置
2.4 试验过程
2.4.1 材性试验
2.4.2 试验现象
2.4.3 节点破坏特征
2.5 试验结果及分析
2.5.1 滞回曲线
2.5.2 骨架曲线
2.5.3 强度和刚度
2.5.4 能量耗散曲线
2.5.5 累计耗能
2.5.6 应变分析
2.6 与单边T形屈曲约束式梁柱节点的对比
2.6.1 节点构造
2.6.2 抗震性能对比
2.7 本章小结
第三章 ABAQUS数值模拟
3.1 有限元模型建立
3.1.1 钢材本构
3.1.2 单元选择与接触关系
3.1.3 网格划分
3.1.4 边界条件与荷载设置
3.2 模拟结果
3.2.1 模型验证
3.2.2 变形情况
3.2.3 应力分布
3.3 有限元参数分析
3.3.1 盖板厚度的影响
3.3.2 盖板间隙的影响
3.3.3 摩擦系数的影响
3.3.4 削弱深度的影响
3.3.5 削弱段长度的影响
3.4 本章小结
第四章 节点设计方法
4.1 节点强度计算方法
4.1.1 转动中心的确定
4.1.2 公式推导
4.1.3 节点试验、设计承载力对比
4.2 节点传力机理分析
4.3 设计建议
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
在学期间研究成果
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]下翼缘组件可更换框架组合梁的设计方法及验证[J]. 贺修樟,陈以一. 建筑结构学报. 2020(03)
[2]带狗骨削弱盖板的自复位预应力梁柱节点静力性能研究[J]. 张爱林,杨忠帅,姜子钦,赵迪,周宝儒. 建筑结构. 2019(19)
[3]可恢复功能装配式中柱节点耗能装置试验研究[J]. 姜子钦,杨晓峰,张爱林,牛子尧,王琦. 建筑结构学报. 2020(01)
[4]地震工程:从抗震、减隔震到可恢复性[J]. 周颖,吴浩,顾安琪. 工程力学. 2019(06)
[5]2018年震情述评[J]. 王月,薛艳,张小涛,邓世广,马亚伟,姜祥华,杨文,韩颜颜,解孟雨,宋金,史海霞,周龙泉. 中国地震. 2019(01)
[6]考虑撬力作用位置的T型连接初始刚度计算方法[J]. 强旭红,武念铎,罗永峰. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2018(12)
[7]2017年中国大陆地震灾害损失述评[J]. 林向洋,郑通彦,文鑫涛. 防灾科技学院学报. 2018(03)
[8]2017年九寨沟7.0级地震灾害特点浅析[J]. 李皓,刘金龙,江小林,吕国军,李姜. 震灾防御技术. 2018(03)
[9]外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点受力性能有限元分析[J]. 牟犇,李茜,王燕,白涌滔,宁宁. 建筑结构学报. 2018(10)
[10]外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点抗震性能试验研究[J]. 牟犇,井后凯,张春巍,王燕,王悦. 建筑结构学报. 2018(08)
硕士论文
[1]单边T形屈曲约束钢梁柱节点抗震性能研究[D]. 李永超.山东大学 2019
[2]基于损伤控制的屈曲约束钢梁柱连接节点抗震性能研究[D]. 罗建良.山东大学 2018
本文编号：3184394
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