本文關(guān)鍵詞：新型方管柱與H型鋼梁下貫上環(huán)隔板式節(jié)點(diǎn)受力性能研究與應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 裝配式鋼結(jié)構(gòu) 新型節(jié)點(diǎn) 低周反復(fù)試驗(yàn) 有限元分析 抗震性能 彎矩-轉(zhuǎn)角曲線(xiàn)

【摘要】：鋼結(jié)構(gòu)建筑作為一種節(jié)能環(huán)保的綠色建筑,具有抗震性能好、建設(shè)污染少、綜合造價(jià)低、施工周期短等優(yōu)點(diǎn),符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求。隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量的日益增加,以及施工工藝和信息化管理水平的逐步提升,發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅逐漸成為我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的重要方面。在鋼結(jié)構(gòu)體系中,梁柱連接節(jié)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的重要組成部分,節(jié)點(diǎn)連接的強(qiáng)弱影響著結(jié)構(gòu)的受力性能,同時(shí)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式也直接影響結(jié)構(gòu)的使用功能。方鋼管作為柱構(gòu)件,在受力性能和建筑平面布置的便利性上都優(yōu)于H型鋼柱,然而由于受到截面形式上的限制,在與H型鋼梁連接時(shí)所采用的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造往往出現(xiàn)凸出墻面、占用建筑使用空間和影響美觀(guān)等問(wèn)題。因此,為完善方管柱與H型鋼梁的節(jié)點(diǎn)連接形式,滿(mǎn)足裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展要求,本文提出了一種新型方管柱與H型鋼梁下貫上環(huán)隔板式節(jié)點(diǎn)。為了研究新型節(jié)點(diǎn)的受力性能,本文共設(shè)計(jì)5個(gè)新型方管柱與H型鋼梁下貫上環(huán)隔板式節(jié)點(diǎn)試件,并進(jìn)行低周反復(fù)試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析,明確新型節(jié)點(diǎn)的傳力機(jī)制和破壞機(jī)理,并根據(jù)實(shí)測(cè)的節(jié)點(diǎn)滯回曲線(xiàn),確定節(jié)點(diǎn)的承載能力、延性和耗能能力等抗震性能指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用下貫上環(huán)隔板式連接的新型方管柱與H型鋼梁節(jié)點(diǎn)在破壞前鋼梁翼緣均出現(xiàn)了明顯的塑性變形,而鋼柱并未發(fā)現(xiàn)有明顯變形,充分證明了該類(lèi)新型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)符合“強(qiáng)柱弱梁,強(qiáng)連接弱構(gòu)件”的原則；5個(gè)節(jié)點(diǎn)試件的滯回曲線(xiàn)都非常飽滿(mǎn),說(shuō)明新型節(jié)點(diǎn)具有良好的耗能能力。采用有限元分析軟件ANSYS對(duì)5個(gè)節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行模擬分析,得到各試件的破壞形態(tài)、滯回性能、極限荷載以及應(yīng)力分布等分析結(jié)果,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,有限元模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。通過(guò)分析鋼梁翼緣、外環(huán)板和貫通隔板的應(yīng)力分布情況,證明了在過(guò)焊孔位置以及柱子轉(zhuǎn)角處容易出現(xiàn)應(yīng)力集中,因此在實(shí)際工程中應(yīng)保證這些位置的焊縫質(zhì)量,避免節(jié)點(diǎn)發(fā)生脆性破壞；有限元分析中由于未考慮焊縫的影響,因此能加載至節(jié)點(diǎn)域塑性充分發(fā)展,在加載后期明顯地體現(xiàn)出了懸臂梁段采用T型鋼加強(qiáng)連接件能增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)域的抗剪承載力,提高梁柱連接的受力性能；根據(jù)節(jié)點(diǎn)有限元分析和試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù),繪制出節(jié)點(diǎn)的M-θ曲線(xiàn),計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度,判定該類(lèi)新型節(jié)點(diǎn)屬于半剛接節(jié)點(diǎn)；說(shuō)明節(jié)點(diǎn)鋼管管壁的平面外變形剛度較弱,當(dāng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入塑性階段時(shí)容易發(fā)生局部屈曲,因此在節(jié)點(diǎn)構(gòu)造中采用T型鋼連接件對(duì)節(jié)點(diǎn)域進(jìn)行加強(qiáng)顯得尤為重要；本文擬合出一個(gè)彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系模型,并且通過(guò)與試驗(yàn)和有限元進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明所提出的彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系模型擁有較好的精度,可供新型節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用參考。
【關(guān)鍵詞】：裝配式鋼結(jié)構(gòu) 新型節(jié)點(diǎn) 低周反復(fù)試驗(yàn) 有限元分析 抗震性能 彎矩-轉(zhuǎn)角曲線(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TU391
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-29
• 1.1 引言11-12
• 1.2 常用節(jié)點(diǎn)形式12-17
• 1.2.1 傳統(tǒng)型梁柱節(jié)點(diǎn)形式12-13
• 1.2.2 改進(jìn)型梁柱節(jié)點(diǎn)形式13-14
• 1.2.3 方管柱與H型鋼梁節(jié)點(diǎn)形式14-17
• 1.3 方管柱與H型鋼梁節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 背景工程簡(jiǎn)介21-25
• 1.5 本文設(shè)計(jì)的新型方管柱與H型鋼梁節(jié)點(diǎn)25-26
• 1.6 本文研究?jī)?nèi)容26
• 參考文獻(xiàn)26-29
• 第二章 新型方管柱與H型鋼梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)29-37
• 2.1 引言29
• 2.2 懸臂梁段拼接處設(shè)計(jì)29-31
• 2.3 梁柱連接處承載力驗(yàn)算31-33
• 2.4 節(jié)點(diǎn)域承載力驗(yàn)算33-34
• 2.5 強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算34
• 2.6 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要求34-36
• 2.7 本章小結(jié)36
• 參考文獻(xiàn)36-37
• 第三章 新型方管柱與H型鋼梁節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究37-85
• 3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>37
• 3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)37-51
• 3.2.1 試件設(shè)計(jì)及加工37-40
• 3.2.2 試件的材性試驗(yàn)40-44
• 3.2.3 加載方案44-47
• 3.2.4 加載制度47-48
• 3.2.5 量測(cè)內(nèi)容48-51
• 3.3 節(jié)點(diǎn)試件破壞過(guò)程現(xiàn)象描述及分析51-66
• 3.3.1 試件T-351-53
• 3.3.2 試件T-253-56
• 3.3.3 試件T-556-59
• 3.3.4 試件T-159-62
• 3.3.5 試件T-462-65
• 3.3.6 試件破壞特征分析65-66
• 3.4 節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析66-82
• 3.4.1 梁上應(yīng)變分布情況66-69
• 3.4.2 外環(huán)板和貫通隔板應(yīng)變分析69-71
• 3.4.3 節(jié)點(diǎn)域應(yīng)力分析71-72
• 3.4.4 滯回曲線(xiàn)72-75
• 3.4.5 骨架曲線(xiàn)75-77
• 3.4.6 節(jié)點(diǎn)域的P-θ_j滯回曲線(xiàn)77-79
• 3.4.7 延性系數(shù)79-80
• 3.4.8 剛度退化80-81
• 3.4.9 節(jié)點(diǎn)耗能能力分析81-82
• 3.5 本章小結(jié)82-83
• 參考文獻(xiàn)83-85
• 第四章 新型方管柱與H型鋼梁節(jié)點(diǎn)的有限元分析85-109
• 4.1 引言85
• 4.2 有限元模擬基本過(guò)程85-92
• 4.2.1 定義材料本構(gòu)關(guān)系85-86
• 4.2.2 實(shí)體建模86-87
• 4.2.3 單元定義與網(wǎng)格劃分87-88
• 4.2.4 邊界條件與加載制度88-89
• 4.2.5 非線(xiàn)性設(shè)定89-91
• 4.2.6 求解設(shè)定91-92
• 4.3 有限元分析結(jié)果92-106
• 4.3.1 破壞過(guò)程92-95
• 4.3.2 梁上應(yīng)力分布情況95-97
• 4.3.3 外環(huán)板和貫通隔板的應(yīng)力分布情況97-99
• 4.3.4 節(jié)點(diǎn)域應(yīng)力分布情況99-101
• 4.3.5 滯回曲線(xiàn)101-104
• 4.3.6 骨架曲線(xiàn)104-105
• 4.3.7 等效粘滯阻尼系數(shù)105-106
• 4.4 本章小結(jié)106-107
• 參考文獻(xiàn)107-109
• 第五章 新型方管柱與H型鋼梁節(jié)點(diǎn)的彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系109-115
• 5.1 引言109
• 5.2 新型節(jié)點(diǎn)的彎矩-轉(zhuǎn)角曲線(xiàn)109-111
• 5.3 新型節(jié)點(diǎn)的彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系模型111-114
• 5.4 本章小結(jié)114
• 參考文獻(xiàn)114-115
• 第六章 結(jié)論與展望115-117
• 6.1 結(jié)論115-116
• 6.2 展望116-117
• 致謝117-118
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文118

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉學(xué)春;徐阿新;張愛(ài)林;;模塊化裝配式斜支撐節(jié)點(diǎn)鋼框架結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性能研究[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年05期

2 盧俊凡;王佳;李瑋蒙;郭嘉欣;;裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的發(fā)展與應(yīng)用[J];城市住宅;2014年08期

3 李德全;;建筑業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析[J];中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu);2014年04期

4 王湛;潘建榮;鄭霖強(qiáng);楊正挺;;帶懸臂梁段連接的梁柱節(jié)點(diǎn)初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2014年S1期

5 唐菁菁;李志欣;梁文釗;趙挺生;;建筑業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與趨勢(shì)預(yù)測(cè)[J];土木工程與管理學(xué)報(bào);2012年04期

6 施剛;袁鋒;霍達(dá);石永久;王元清;;鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角理論模型和測(cè)量計(jì)算方法[J];工程力學(xué);2012年02期

7 ;建筑業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃[J];中國(guó)建設(shè)信息;2011年18期

8 陳以一;張梁;王拓;;無(wú)加勁冷成型方鋼管-H形鋼梁翼緣板焊接節(jié)點(diǎn)受拉性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2011年05期

9 曲慧;王文達(dá);;鋼管混凝土柱-梁連接節(jié)點(diǎn)彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系計(jì)算方法[J];工程力學(xué);2010年05期

10 張梁;陳以一;;方鋼管柱與H型鋼梁連接形式評(píng)述[J];結(jié)構(gòu)工程師;2009年04期

，

本文編號(hào)：1133136