【摘要】：目前國家正在大力推廣裝配式建筑,把裝配式建筑作為實現(xiàn)建筑工業(yè)化的重要途徑。由長沙遠大集團開發(fā)的裝配式斜支撐鋼框架結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)快速裝配,是一種工業(yè)化建造房屋的形式之一,但由于其主板(桁架梁與樓面板的組合)是分塊與斜撐柱組裝在一起的,因此樓板在其平面內(nèi)無限剛的計算假定就不能完全滿足,因此本文提出將桁架梁改成普通工字鋼梁,梁上采用疊合板現(xiàn)澆混凝土板,以符合樓板在其平面內(nèi)無限剛的計算假定,而且還可以減少結(jié)構(gòu)高度,適用范圍更廣。為了探討裝配式斜支撐柱與工字鋼梁連接節(jié)點的抗震性能,本文采用了非線性有限元程序ABAQUS建立了裝配式斜支撐梁柱連接節(jié)點模型,在考慮材料非線性和幾何非線性等因素的基礎(chǔ)上,對其進行了在低周往復荷載作用下的節(jié)點滯回性能分析研究。通過同類試驗數(shù)據(jù)驗證有限元模型的合理性,在此基礎(chǔ)上,分析了參數(shù)變化對裝配式斜支撐梁柱連接節(jié)點滯回性能的影響,得到了梁柱線剛度比、斜支撐與梁之間夾角的大小變化對節(jié)點滯回性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:(1)新型裝配式斜支撐梁柱連接節(jié)點有良好的延性性能和耗能能力,抵抗水平荷載的能力強,結(jié)構(gòu)的塑性變形均出現(xiàn)在工字鋼梁和斜支撐上,滿足“強柱弱梁”的設(shè)計要求;斜支撐作為支撐構(gòu)件在抵抗荷載和變形方面起著關(guān)鍵作用;(2)斜支撐與鋼框架梁之間的夾角大小是影響梁柱連接節(jié)點初始轉(zhuǎn)動剛度的重要因素,隨著斜支撐與鋼框架梁之間夾角的增大,梁柱節(jié)點的初始轉(zhuǎn)動剛度隨之減小,結(jié)構(gòu)的承載力最大值也隨之減小;(3)斜支撐與鋼框架梁之間夾角為45~?和60~?時,試件在低周往復荷載作用時的滯回曲線均飽滿穩(wěn)定,滯回環(huán)沒有出現(xiàn)明顯的捏縮,節(jié)點剛度和承載力沒有出現(xiàn)突變,結(jié)構(gòu)具有較好的的耗能能力和延性性能,且“塑性鉸”出現(xiàn)在節(jié)點域外的鋼框架梁上,滿足“強節(jié)點,弱構(gòu)件”的設(shè)計要求;(4)梁柱線剛度比是影響梁柱連接節(jié)點初始剛度的重要因素,隨著梁柱線剛度比的增大,梁柱節(jié)點的初始轉(zhuǎn)動剛度隨之增大,結(jié)構(gòu)的承載力最大值也隨之增大,但梁柱線剛度比不宜過大,一般宜控制在0.6以下,否則容易導致斜支撐先于鋼框架梁產(chǎn)生屈服。
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU391
【圖文】：

（d）現(xiàn)場施工圖圖 1.1 裝配式斜支撐鋼框架示意圖的主要技術(shù)創(chuàng)新點：①梁、板在工廠制作為整體主板，作為采用桁架梁，截面形式不同于普通鋼結(jié)構(gòu)，便于設(shè)備管線的上、下弦桿采用槽鋼，腹桿采用槽鋼或單角鋼�？蚣芰褐g水平支撐，在距柱軸線 1/9、1/4 梁跨處各設(shè)一道。傳統(tǒng)鋼結(jié)斜支撐，僅跨本層柱上下端部約 1/3 柱高。斜支撐不跨層方筑設(shè)計更為靈活。經(jīng)過構(gòu)件、節(jié)點及機構(gòu)抗震試驗表明斜支但仍需要細致研究以編制到相應(yīng)規(guī)范中；③梁與柱及柱與柱座，每層的柱均插入本層樓面梁的柱座中，下層的柱也插入強螺栓法蘭實現(xiàn)梁與柱以及柱與柱之間的連接；④柱子采用同樓層改變壁厚。目前遠大已完成數(shù)棟采用本技術(shù)建造的工框架結(jié)構(gòu)計算中，一般將樓板在其平面內(nèi)無限剛作為基本的

- 4 -圖 1.2 裝配式斜支撐鋼管柱與工字鋼梁梁柱節(jié)點示意圖節(jié)點作為鋼框架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，是多高層設(shè)計中一個重要的環(huán)節(jié)，在力和協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)變形方面起著重要作用，其性能對結(jié)構(gòu)體系的剛度、承載直接影響，大量的工程實踐證明梁柱節(jié)點是地震作用下最容易出現(xiàn)問題以來，將梁柱節(jié)點作為理想剛接或者鉸接的假定在結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計被實際工程中，節(jié)點具有一定的抗彎承載力和有限剛度，梁、柱構(gòu)件間的制，是介于理想剛接和鉸接之間的半剛接節(jié)點，節(jié)點的構(gòu)造形式?jīng)Q定了大小[7][8]。本文基于該種新型節(jié)點形式，建立了裝配式斜支撐梁柱連接節(jié)點有限元有限元計算結(jié)果—滯回曲線和 Mises 應(yīng)力來研究該節(jié)點形式的抗震性能

(a)理想彈塑性材料 (b)強化塑性材料 (c)軟化塑性材料圖 2.1 加-卸載準則對于強化塑性材料，由于加－卸載之間包含中性變載，如圖 2.1（b）所示，因此在塑性狀態(tài)時應(yīng)力點始終存在于屈服面上，材料不會產(chǎn)生新的塑性變形。強化塑性材料的加－卸載準則可以用公式表示為： 加載，中性變載卸載0,00,0, () dfflT（2.4）在加載初期，對于軟化塑性材料，如圖 2.1（c）所示，由于屈服面開始出現(xiàn)收縮，其應(yīng)力增量和卸載時增量相同，應(yīng)力指向屈服面的內(nèi)側(cè)，因此難以描述加載－卸載的關(guān)系式，在應(yīng)力空間內(nèi)也很難對軟化塑性材料進行準確描述[39]。2.3.3 強化準則

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本文編號：2771409