【摘要】：目前,裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展,傳統(tǒng)梁柱節(jié)點(diǎn)形式的焊縫過(guò)多、現(xiàn)場(chǎng)施工困難及抗震性能較差等問(wèn)題已凸顯出來(lái),切實(shí)需要在新型節(jié)點(diǎn)這方面做出突破,并通過(guò)大量的試驗(yàn)和理論研究來(lái)促進(jìn)新型節(jié)點(diǎn)的發(fā)展,以滿足工程實(shí)踐的需求。針對(duì)該現(xiàn)狀,本文對(duì)一種新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外套筒式節(jié)點(diǎn)作了改進(jìn),并以足尺試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方式開(kāi)展節(jié)點(diǎn)的研究工作,主要研究了節(jié)點(diǎn)在低周往復(fù)荷載作用下的滯回性能、承載力、剛度、強(qiáng)度退化、位移延性以及耗能能力等,分析了不同影響參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響,并針對(duì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式提出了更合理的改進(jìn)建議。通過(guò)對(duì)改進(jìn)后的足尺寸梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的擬靜力試驗(yàn),研究了節(jié)點(diǎn)的滯回性能、剛度退化、強(qiáng)度退化、延性、耗能能力、節(jié)點(diǎn)各部位應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律、破壞特征及機(jī)理,試驗(yàn)結(jié)果表明:該節(jié)點(diǎn)滯回曲線飽滿,剛度退化比較平穩(wěn),延性較好,耗能能力出色,針對(duì)新型節(jié)點(diǎn)的改進(jìn)措施比較有效;利用ABAQUS有限元分析軟件建立了節(jié)點(diǎn)的非線性有限元模型,研究了節(jié)點(diǎn)破壞特征、滯回性能、節(jié)點(diǎn)承載力、剛度退化、強(qiáng)度退化、延性及耗能能力,并將數(shù)值模擬結(jié)果與物理試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,分析結(jié)果表明有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為吻合;新型節(jié)點(diǎn)破壞形式主要包括:柱壁屈曲破壞、外套筒翼緣屈曲及槽型梁翼緣連接焊縫破壞和梁截面突變處H型鋼梁塑性鉸破壞三種形式;通過(guò)有限元數(shù)值計(jì)算分析了不同參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)抗震性能和破壞形式的影響,主要包括以下五個(gè)分析參數(shù):軸壓比、封頭蓋板厚度、槽型梁板厚、角鋼及加勁肋板厚和外套筒板厚,參數(shù)分析表明:關(guān)鍵影響參數(shù)是軸壓比、角鋼及加勁肋板厚和外套筒板厚。軸壓比對(duì)節(jié)點(diǎn)極限承載力的影響較大,軸壓比越小節(jié)點(diǎn)極限承載力越大;角鋼及加勁肋板厚和外套筒板厚對(duì)節(jié)點(diǎn)剛度的影響較大,板厚越大節(jié)點(diǎn)剛度越大;軸壓比、封頭蓋板厚度、角鋼及加勁肋板厚和外套筒板厚對(duì)節(jié)點(diǎn)延性的影響較大;角鋼及加勁肋板厚和外套筒板厚對(duì)節(jié)點(diǎn)耗能能力的影響較大;軸壓比、角鋼及加勁肋板厚和外套筒板厚對(duì)節(jié)點(diǎn)破壞形式的改變影響最大,增加板厚能有效地使塑性鉸外移;最后結(jié)合試驗(yàn)和有限元分析結(jié)果,對(duì)新型節(jié)點(diǎn)提出了相關(guān)設(shè)計(jì)建議,包括控制柱軸壓比、適當(dāng)增大角鋼及加勁肋板厚和外套筒板厚、外套筒與槽型梁一體成型化和角鋼與加勁肋一體成型化,改善新型節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能和方便節(jié)點(diǎn)的裝配化應(yīng)用。
【圖文】：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)迅猛發(fā)展，近年來(lái)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)不斷壯大，并以飛快的速度發(fā)展著，我國(guó)已成為全球鋼結(jié)構(gòu)用量最大、制造施工能力最強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模第一、企業(yè)規(guī)模第一的鋼結(jié)構(gòu)大國(guó)。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高、節(jié)能環(huán)保等綜合優(yōu)勢(shì)，故而鋼結(jié)構(gòu)在建筑、鐵路、橋梁和住宅等方面均有廣泛應(yīng)用，并且人們積極地投入鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的工程實(shí)踐和科學(xué)研究之中。需要指出的是，發(fā)展綠色建筑的戰(zhàn)略目標(biāo)已經(jīng)被明確寫入國(guó)家的“十二五”規(guī)劃之中，而鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)際上被公認(rèn)是綠色建筑的主要代表，這樣為推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供了極大的發(fā)展空間和難得的發(fā)展契機(jī)。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅起步較晚，但是目前，隨著國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)政策的實(shí)施及鋼結(jié)構(gòu)用的鋼材和配套建材的增多，鋼結(jié)構(gòu)住宅以其優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性能和經(jīng)濟(jì)性能正被市場(chǎng)所接受，全國(guó)各地準(zhǔn)備上馬的鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目很多，如圖 1-1。相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)等住宅體系，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系具有較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，其發(fā)展前景非常廣闊。并且鋼結(jié)構(gòu)住宅還具有以下諸多優(yōu)點(diǎn)：空間布置靈活、抗震性能良好、經(jīng)濟(jì)性好、工業(yè)化程度高、施工周期短、拆裝方便、造型美觀和有效使用率高等。

圖 1-5 外環(huán)板式節(jié)點(diǎn)[6]Figure 1-5 External diaphragm connection對(duì)于該節(jié)點(diǎn)形式的抗震性能研究，國(guó)外學(xué)者方面有 Chin-Tungcheng、Kub[34-35]。國(guó)內(nèi)方面對(duì)該節(jié)點(diǎn)形式的研究有高峰、唐鴻初、王文達(dá)、應(yīng)志慧、秦[36-42]。其中，2006 年南京工業(yè)大學(xué)的杜培源[43]對(duì)方鋼管混凝土外隔板式節(jié)行了低周反復(fù)加載試驗(yàn)，研究了節(jié)點(diǎn)在反復(fù)循環(huán)荷載作用下的滯回性能、耗力、延性、應(yīng)力分布規(guī)律和傳力機(jī)制，并運(yùn)用有限元軟件 ANSYS 進(jìn)行非線析。結(jié)果表明：外隔板式節(jié)點(diǎn)柱角附近的隔板存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，梁矩一部分由柱腹板兩側(cè)外隔板傳遞到柱鋼管腹板和核心混凝土。綜上研究?jī)?nèi)容說(shuō)明，此類節(jié)點(diǎn)不利于抗震，，存在應(yīng)力集中現(xiàn)象。并且，外環(huán)的尺寸較大，尤其在鋼管混凝土住宅中由于鋼管混凝土柱截面較小，當(dāng)外式節(jié)點(diǎn)環(huán)板的尺寸較大，往往給建筑上的處理帶來(lái)不便，對(duì)住宅內(nèi)部裝飾有影響。4、外肋環(huán)板式節(jié)點(diǎn)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU391;TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

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1 謝光杰;王萬(wàn)禎;趙銀海;陳飛益;;梁翼緣圓弧擴(kuò)大頭和圓孔削弱型內(nèi)隔板式箱形柱-H型鋼梁節(jié)點(diǎn)低周往復(fù)循環(huán)加載試驗(yàn)[J];建筑結(jié)構(gòu);2013年21期

2 楊曉杰;張龍;李國(guó)強(qiáng);劉玉姝;陸燁;孫建運(yùn);;矩形鋼管柱與H形梁端板對(duì)拉螺栓連接滯回性能研究[J];建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展;2013年04期

3 王文達(dá);秦庚;張鵬鵬;;鋼管混凝土柱-鋼梁外環(huán)板節(jié)點(diǎn)抗彎承載力計(jì)算方法[J];土木建筑與環(huán)境工程;2011年04期

4 李黎明;蔡玉春;李寧;霍文霖;;外套管式半剛性節(jié)點(diǎn)對(duì)多層鋼框架抗震性能的影響分析[J];鋼結(jié)構(gòu);2011年02期

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6 吳軼;蔡健;楊春;朱昌宏;;內(nèi)隔板式方鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)[J];建筑結(jié)構(gòu);2010年07期

7 李黎明;陳以一;李寧;蔡玉春;;外套管式梁柱節(jié)點(diǎn)初始剛度的理論計(jì)算模型[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(城市科學(xué)版);2009年03期

8 苗紀(jì)奎;姜忻良;陳志華;;方鋼管混凝土柱隔板貫通節(jié)點(diǎn)靜力拉伸試驗(yàn)[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);2009年03期

9 姜忻良;苗紀(jì)奎;陳志華;;方鋼管混凝土柱-鋼梁隔板貫通節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);2009年03期

10 苗紀(jì)奎;陳志華;姜忻良;;方鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)承載力試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2008年06期

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2 左斌;冷彎方鋼管柱-H型鋼梁不同外隔板形式節(jié)點(diǎn)擬靜力試驗(yàn)研究[D];青島理工大學(xué);2014年

3 朱墨;方鋼管柱H型鋼梁外套板式節(jié)點(diǎn)承載力及多因素影響的數(shù)值模擬研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

4 朱贏;鋼結(jié)構(gòu)外套管式節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究與分析[D];昆明理工大學(xué);2013年

5 應(yīng)志慧;方鋼管混凝土柱-H型鋼梁外環(huán)板剛接節(jié)點(diǎn)非線性分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

6 張婷;方鋼管混凝土柱三面焊接內(nèi)隔板式節(jié)點(diǎn)的抗震性能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

7 秦庚;鋼管混凝土柱—鋼梁環(huán)板節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能與設(shè)計(jì)方法研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

8 唐鴻初;方鋼管混凝土柱-H型鋼梁外環(huán)板剛接節(jié)點(diǎn)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

9 姚開(kāi)明;方鋼管柱H型鋼梁外套板式節(jié)點(diǎn)性能研究[D];天津大學(xué);2008年

10 杜培源;方鋼管混凝土柱—工字鋼梁節(jié)點(diǎn)性能研究[D];南京工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2536309