方钢管柱-H型钢梁螺栓连接节点抗震性能研究
发布时间：2022-01-08 19:53
钢结构建筑具有可装配、绿色环保、轻质等优点,在工程中应用较为广泛,但钢框架梁柱节点还存在焊缝多、施工难、抗震性能差等问题。本文在参考已有方钢管柱-H型钢梁节点的基础上,通过分析节点的受力特点,对节点构造做法提出改进建议。运用数值计算方法,研究在反复荷载作用下节点的破坏特征和抗震性能,进一步探讨了不同参数下各试件的破坏特征及抗震性能。本文主要工作和成果如下:（1）通过分析节点的受力特点及受力性能,并考虑现场施工方便,提出节点做法的改进建议,将原节点由栓焊混合连接方式改为全螺栓连接,并对改进的节点进行设计。发现改进的方钢管柱-H型钢梁节点满足“强柱弱梁、强节点弱构件”的抗震设计要求。（2）根据已有梁柱节点结构试验试件的相关参数建立相应数值计算模型,通过数值分析结果与试验结果的对比分析,两者计算结果吻合较好,验证了数值模拟的可靠性。（3）建立改进的方钢管柱-H型钢梁节点基准模型（BASE试件）,并对其破坏特征及抗震性能进行分析,在此基础上进一步分析不同轴压比、方钢管柱壁厚、螺栓预紧力和方钢管钢材屈服强度对改进的方钢管柱-H型钢梁节点抗震性能的影响。根据数值计算结果得出:BASE试件的滞回曲线...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原有方钢管柱H型
2方钢管柱-H型钢梁螺栓连接节点设计及受力特点分析13（3）改进的方钢管柱-H型钢梁节点构造做法改进的方钢管柱-H型钢梁节点示意图如图2.2所示。改进的方钢管柱-H型钢梁节点连接方式为全螺栓连接。节点由方钢管柱、H型钢梁、环板、隔板、短腹板、槽钢连接件、盖板和高强螺栓组成。在工厂制作时，将方钢管柱、环板、隔板、短腹板焊接在一起，完成柱的组装，如图2.2（a）所示。再将H型钢梁、槽钢连接件、盖板与柱的组装部分匹配开孔，然后将各个部件运输至施工现常现场施工时只需要将H型钢梁上下翼缘与环板、隔板通过槽钢连接件翼缘、盖板采用8颗高强螺栓连接而成，H型梁腹板与短腹板通过槽钢连接件腹板采用6颗高强螺栓连接而成。节点的整体装配示意图为2.2（b）所示。在实际施工过程中，改进的方钢管柱-H型钢梁节点采用高强螺栓快速安装，不仅提高了结构的安装效率，同时避免现场焊接施工，加快了施工进度且施工质量得到保证。（a）方钢管柱组装图（b）方钢管柱-H型钢梁节点示意图图2.2改进的方钢管柱H型钢梁节点组装示意图上述改进的方钢管柱-H型钢梁节点的设计原理为：H型钢梁将弯矩和剪力通过螺栓传递给槽钢连接件与盖板，槽钢连接件和盖板又将弯矩和剪力分别传给短腹板、环板和隔板，最后再传递给方钢管柱。在正常使用状态下，节点将H型钢梁与方钢管柱连接成具有足够抗侧刚度的框架。在地震荷载作用下，框架结构通过节点产生非线性变形消耗地震输入的能量，减小地震反应，避免方钢管柱与环板、隔板连接处以及节点连接部位发生脆性破坏。并且改进的方钢管柱-H型钢梁节点具有足够的抗剪承载力，满足结构强剪弱弯的抗震设计要求，在地震荷载作用下结构节点破坏主要发生在环板处，震后只需更换构件，便于震后建筑的修复。2.3.2改进的方钢管柱-H型
2方钢管柱-H型钢梁螺栓连接节点设计及受力特点分析13（3）改进的方钢管柱-H型钢梁节点构造做法改进的方钢管柱-H型钢梁节点示意图如图2.2所示。改进的方钢管柱-H型钢梁节点连接方式为全螺栓连接。节点由方钢管柱、H型钢梁、环板、隔板、短腹板、槽钢连接件、盖板和高强螺栓组成。在工厂制作时，将方钢管柱、环板、隔板、短腹板焊接在一起，完成柱的组装，如图2.2（a）所示。再将H型钢梁、槽钢连接件、盖板与柱的组装部分匹配开孔，然后将各个部件运输至施工现常现场施工时只需要将H型钢梁上下翼缘与环板、隔板通过槽钢连接件翼缘、盖板采用8颗高强螺栓连接而成，H型梁腹板与短腹板通过槽钢连接件腹板采用6颗高强螺栓连接而成。节点的整体装配示意图为2.2（b）所示。在实际施工过程中，改进的方钢管柱-H型钢梁节点采用高强螺栓快速安装，不仅提高了结构的安装效率，同时避免现场焊接施工，加快了施工进度且施工质量得到保证。（a）方钢管柱组装图（b）方钢管柱-H型钢梁节点示意图图2.2改进的方钢管柱H型钢梁节点组装示意图上述改进的方钢管柱-H型钢梁节点的设计原理为：H型钢梁将弯矩和剪力通过螺栓传递给槽钢连接件与盖板，槽钢连接件和盖板又将弯矩和剪力分别传给短腹板、环板和隔板，最后再传递给方钢管柱。在正常使用状态下，节点将H型钢梁与方钢管柱连接成具有足够抗侧刚度的框架。在地震荷载作用下，框架结构通过节点产生非线性变形消耗地震输入的能量，减小地震反应，避免方钢管柱与环板、隔板连接处以及节点连接部位发生脆性破坏。并且改进的方钢管柱-H型钢梁节点具有足够的抗剪承载力，满足结构强剪弱弯的抗震设计要求，在地震荷载作用下结构节点破坏主要发生在环板处，震后只需更换构件，便于震后建筑的修复。2.3.2改进的方钢管柱-H型
【参考文献】：
期刊论文
[1]圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点双向抗弯承载力研究[J]. 石冠洲,刘铭劼. 建筑科学. 2020(03)
[2]方钢管混凝土柱-H型钢梁框架变梁异型节点受力性能试验研究[J]. 许成祥,简齐安,邱英伟,鲁尤锋. 科学技术与工程. 2019(05)
[3]带环梁的方钢管约束钢骨混凝土柱-钢梁节点滞回性能有限元分析[J]. 戴岩,聂少锋,周天华. 吉林大学学报(工学版). 2018(05)
[4]外加强环式H型钢梁-方钢管角柱节点抗震性能[J]. 牟犇,武梦龙,牟在根,王君昌. 工程科学学报. 2018(08)
[5]修复后方钢管柱与H型钢梁全螺栓双夹板连接节点抗震性能试验研究[J]. 刘学春,崔小雄,张爱林,詹欣欣,徐路,商子轩. 建筑结构学报. 2018(11)
[6]方钢管柱内套筒柱-柱螺栓拼接节点受力性能试验研究[J]. 刘康,李国强,孙建运,刘玉姝,陆烨,杨晓杰. 建筑结构学报. 2018(10)
[7]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)
[8]往复荷载作用下T型钢连接的方钢管柱-工字钢梁节点受力性能研究[J]. 李帼昌,刘明伟,杨志坚,于洪平. 工业建筑. 2018(06)
[9]方钢管柱-H形钢梁拼接外套筒式中节点静力性能研究[J]. 夏军武,祝华权,张志雄,常鸿飞. 建筑结构学报. 2018(07)
[10]带内隔板的方钢管混凝土柱-翼缘削弱型钢梁节点抗震性能研究[J]. 史艳莉,毛文婧,黄秋秋,王文达. 工程抗震与加固改造. 2017(02)
硕士论文
[1]新型方管柱与H型钢梁下贯上环隔板式节点受力性能研究与应用[D]. 林坤洪.东南大学 2016
[2]方钢管柱H型钢梁外套板式节点性能研究[D]. 姚开明.天津大学 2008
本文编号：3577180
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原有方钢管柱H型
2方钢管柱-H型钢梁螺栓连接节点设计及受力特点分析13（3）改进的方钢管柱-H型钢梁节点构造做法改进的方钢管柱-H型钢梁节点示意图如图2.2所示。改进的方钢管柱-H型钢梁节点连接方式为全螺栓连接。节点由方钢管柱、H型钢梁、环板、隔板、短腹板、槽钢连接件、盖板和高强螺栓组成。在工厂制作时，将方钢管柱、环板、隔板、短腹板焊接在一起，完成柱的组装，如图2.2（a）所示。再将H型钢梁、槽钢连接件、盖板与柱的组装部分匹配开孔，然后将各个部件运输至施工现常现场施工时只需要将H型钢梁上下翼缘与环板、隔板通过槽钢连接件翼缘、盖板采用8颗高强螺栓连接而成，H型梁腹板与短腹板通过槽钢连接件腹板采用6颗高强螺栓连接而成。节点的整体装配示意图为2.2（b）所示。在实际施工过程中，改进的方钢管柱-H型钢梁节点采用高强螺栓快速安装，不仅提高了结构的安装效率，同时避免现场焊接施工，加快了施工进度且施工质量得到保证。（a）方钢管柱组装图（b）方钢管柱-H型钢梁节点示意图图2.2改进的方钢管柱H型钢梁节点组装示意图上述改进的方钢管柱-H型钢梁节点的设计原理为：H型钢梁将弯矩和剪力通过螺栓传递给槽钢连接件与盖板，槽钢连接件和盖板又将弯矩和剪力分别传给短腹板、环板和隔板，最后再传递给方钢管柱。在正常使用状态下，节点将H型钢梁与方钢管柱连接成具有足够抗侧刚度的框架。在地震荷载作用下，框架结构通过节点产生非线性变形消耗地震输入的能量，减小地震反应，避免方钢管柱与环板、隔板连接处以及节点连接部位发生脆性破坏。并且改进的方钢管柱-H型钢梁节点具有足够的抗剪承载力，满足结构强剪弱弯的抗震设计要求，在地震荷载作用下结构节点破坏主要发生在环板处，震后只需更换构件，便于震后建筑的修复。2.3.2改进的方钢管柱-H型
2方钢管柱-H型钢梁螺栓连接节点设计及受力特点分析13（3）改进的方钢管柱-H型钢梁节点构造做法改进的方钢管柱-H型钢梁节点示意图如图2.2所示。改进的方钢管柱-H型钢梁节点连接方式为全螺栓连接。节点由方钢管柱、H型钢梁、环板、隔板、短腹板、槽钢连接件、盖板和高强螺栓组成。在工厂制作时，将方钢管柱、环板、隔板、短腹板焊接在一起，完成柱的组装，如图2.2（a）所示。再将H型钢梁、槽钢连接件、盖板与柱的组装部分匹配开孔，然后将各个部件运输至施工现常现场施工时只需要将H型钢梁上下翼缘与环板、隔板通过槽钢连接件翼缘、盖板采用8颗高强螺栓连接而成，H型梁腹板与短腹板通过槽钢连接件腹板采用6颗高强螺栓连接而成。节点的整体装配示意图为2.2（b）所示。在实际施工过程中，改进的方钢管柱-H型钢梁节点采用高强螺栓快速安装，不仅提高了结构的安装效率，同时避免现场焊接施工，加快了施工进度且施工质量得到保证。（a）方钢管柱组装图（b）方钢管柱-H型钢梁节点示意图图2.2改进的方钢管柱H型钢梁节点组装示意图上述改进的方钢管柱-H型钢梁节点的设计原理为：H型钢梁将弯矩和剪力通过螺栓传递给槽钢连接件与盖板，槽钢连接件和盖板又将弯矩和剪力分别传给短腹板、环板和隔板，最后再传递给方钢管柱。在正常使用状态下，节点将H型钢梁与方钢管柱连接成具有足够抗侧刚度的框架。在地震荷载作用下，框架结构通过节点产生非线性变形消耗地震输入的能量，减小地震反应，避免方钢管柱与环板、隔板连接处以及节点连接部位发生脆性破坏。并且改进的方钢管柱-H型钢梁节点具有足够的抗剪承载力，满足结构强剪弱弯的抗震设计要求，在地震荷载作用下结构节点破坏主要发生在环板处，震后只需更换构件，便于震后建筑的修复。2.3.2改进的方钢管柱-H型
【参考文献】：
期刊论文
[1]圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点双向抗弯承载力研究[J]. 石冠洲,刘铭劼. 建筑科学. 2020(03)
[2]方钢管混凝土柱-H型钢梁框架变梁异型节点受力性能试验研究[J]. 许成祥,简齐安,邱英伟,鲁尤锋. 科学技术与工程. 2019(05)
[3]带环梁的方钢管约束钢骨混凝土柱-钢梁节点滞回性能有限元分析[J]. 戴岩,聂少锋,周天华. 吉林大学学报(工学版). 2018(05)
[4]外加强环式H型钢梁-方钢管角柱节点抗震性能[J]. 牟犇,武梦龙,牟在根,王君昌. 工程科学学报. 2018(08)
[5]修复后方钢管柱与H型钢梁全螺栓双夹板连接节点抗震性能试验研究[J]. 刘学春,崔小雄,张爱林,詹欣欣,徐路,商子轩. 建筑结构学报. 2018(11)
[6]方钢管柱内套筒柱-柱螺栓拼接节点受力性能试验研究[J]. 刘康,李国强,孙建运,刘玉姝,陆烨,杨晓杰. 建筑结构学报. 2018(10)
[7]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)
[8]往复荷载作用下T型钢连接的方钢管柱-工字钢梁节点受力性能研究[J]. 李帼昌,刘明伟,杨志坚,于洪平. 工业建筑. 2018(06)
[9]方钢管柱-H形钢梁拼接外套筒式中节点静力性能研究[J]. 夏军武,祝华权,张志雄,常鸿飞. 建筑结构学报. 2018(07)
[10]带内隔板的方钢管混凝土柱-翼缘削弱型钢梁节点抗震性能研究[J]. 史艳莉,毛文婧,黄秋秋,王文达. 工程抗震与加固改造. 2017(02)
硕士论文
[1]新型方管柱与H型钢梁下贯上环隔板式节点受力性能研究与应用[D]. 林坤洪.东南大学 2016
[2]方钢管柱H型钢梁外套板式节点性能研究[D]. 姚开明.天津大学 2008
本文编号：3577180
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