仿古建筑鋼管柱—工字鋼雙梁節(jié)點抗震性能試驗與有限元分析
本文選題:仿古建筑 切入點:鋼結(jié)構(gòu) 出處:《西安建筑科技大學(xué)》2014年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:仿古建筑繼承了中國古建筑造型優(yōu)美、大氣磅礴的特點,在實際工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用。仿古建筑中由闌額、由額與檐柱連接形成雙梁柱節(jié)點,該節(jié)點形式和受力特點與常規(guī)梁柱節(jié)點不同,且節(jié)點的破壞形式缺乏全面的試驗和理論研究。因此,對鋼管柱-工字鋼雙梁節(jié)點的受力性能進行研究具有較好的理論意義和工程實用價值。 本文對4個仿古建筑鋼管柱-工字鋼雙梁節(jié)點抗震性能進行研究,通過對不同軸壓比和節(jié)點形式的試件進行低周反復(fù)荷載試驗,觀察了節(jié)點的受力過程及破壞特征,分析了節(jié)點的滯回性能、承載能力、層間位移角、強度剛度退化規(guī)律、延性性能及耗能能力。研究結(jié)果表明,節(jié)點滯回曲線飽滿,,節(jié)點核心區(qū)的延性及耗能性能較好,彈塑性極限層間位移角約為1/50~1/24。雙梁將節(jié)點核心區(qū)分為三個區(qū),節(jié)點的主要破壞模式為節(jié)點核心區(qū)C區(qū)剪切屈曲破壞,節(jié)點核心區(qū)B區(qū)柱翼緣屈曲,部分焊縫和熱影響區(qū)母材開裂。 在試驗研究的基礎(chǔ)上,利用ABAQUS軟件對其受力性能進行了非線性有限元分析。對比試驗結(jié)果和有限元計算結(jié)果,兩者吻合較好。并對鋼管柱-工字鋼雙梁節(jié)點的破壞形態(tài)及核心區(qū)受力過程中的應(yīng)力分布和發(fā)展規(guī)律進行了深入分析。在此基礎(chǔ)上,研究了軸壓比、鋼材屈服強度和節(jié)點域鋼管壁厚等參數(shù)對荷載-位移骨架曲線的承載力、剛度和延性的影響規(guī)律,并進一步對不同參數(shù)下模型核心區(qū)的應(yīng)力變化規(guī)律進行了研究。 本文研究的成果可以為仿古建筑鋼結(jié)構(gòu)雙梁柱節(jié)點的設(shè)計和實際工程應(yīng)用提供參考,同時也為該類節(jié)點的深入研究奠定基礎(chǔ)。
[Abstract]:The archaic architecture inherits the beautiful and majestic features of the Chinese ancient architecture, and is more and more widely used in practical engineering. In the ancient building, the double Liang Zhu node is formed by connecting the diaphragm, the forehead and the eaves column. The form and mechanical characteristics of the joint are different from those of the conventional Liang Zhu node, and the failure form of the joint is short of comprehensive test and theoretical study. It is of great theoretical significance and practical value to study the mechanical behavior of steel tubular column-I-beam joints. In this paper, the aseismic behavior of steel pipe column-I-beam joints in four ancient buildings is studied. By means of low cycle repeated load tests on specimens with different axial compression ratios and joint forms, the stress process and failure characteristics of the joints are observed. The hysteretic performance, bearing capacity, interstory displacement angle, degradation law of strength and stiffness, ductility and energy dissipation ability of joints are analyzed. The results show that the hysteretic curves of joints are full, and the ductility and energy dissipation of the core region of joints are better. The displacement angle between the elastic-plastic limit layers is about 1 / 50 / 1 / 24.The joint core region is divided into three zones by two beams. The main failure modes of the joints are shear buckling failure in the core region C and flange buckling in the B zone in the core zone. Partial weld and heat affected zone base metal cracking. On the basis of experimental research, the nonlinear finite element analysis of its mechanical performance is carried out by using ABAQUS software, and the experimental results are compared with the results of finite element calculation. The failure pattern of steel tube column-I-beam joint and the stress distribution and development law in the stress process of the core region are analyzed deeply. On the basis of this, the axial compression ratio is studied. The influence of steel yield strength and steel pipe wall thickness on the bearing capacity, stiffness and ductility of the load-displacement skeleton curve is studied. The results of this paper can be used as a reference for the design and practical engineering application of double Liang Zhu joints in steel structures of archaic buildings, and also lay a foundation for the further study of this kind of joints.
【學(xué)位授予單位】:西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TU391;TU352.11
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本文編號:1577081
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