發(fā)布時間：2019-02-15 05:08

【摘要】：蜂窩梁具有節(jié)約鋼材、質(zhì)量輕外形美觀等優(yōu)點,多用于大跨度鋼結(jié)構(gòu)和多高層鋼框架結(jié)構(gòu)中,可以利用自身孔洞穿越管線,有效的降低了層高,綜合經(jīng)濟(jì)效益好。鋼框架梁柱連接節(jié)點通常采用剛性連接,連接方法有全焊型連接和栓焊混合連接。剛性節(jié)點具有較高的強(qiáng)度和剛度,受力性能好。但是,如果節(jié)點焊接質(zhì)量不好或連接設(shè)計不合理,在大震作用下很容易造成節(jié)點焊縫開裂而發(fā)生脆性破壞,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效甚至倒塌。蜂窩梁鋼框架結(jié)構(gòu)由于腹板開孔,截面受到削弱,受力性能將發(fā)生改變,當(dāng)梁端第一個孔位置合適時,塑性敏感區(qū)域會轉(zhuǎn)移到蜂窩開孔處,可以改善梁端節(jié)點的延性,減小焊縫處發(fā)生脆性破壞的可能。在多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,混凝土樓板通過抗剪連接件與蜂窩梁連在一起形成蜂窩組合梁,樓板的組合效應(yīng)對蜂窩梁柱連接節(jié)點的承載能力,特別是抗震性能將產(chǎn)生較大的影響。國內(nèi)外對普通鋼與混凝土組合梁柱節(jié)點抗震性能的研究成果很多,并有相應(yīng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),而對于蜂窩梁與混凝土樓板形成組合梁柱節(jié)點的研究很少,限制了蜂窩梁鋼框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。本文通過對蜂窩組合梁柱節(jié)點擬靜力試驗研究、理論分析和有限元模擬分析,研究蜂窩組合梁柱節(jié)點在地震作用下的破壞機(jī)理、混凝土樓板的組合效應(yīng)等影響其抗震性能的各種因素。主要內(nèi)容包括：通過對2個六邊形孔蜂窩梁柱節(jié)點、2個六邊形孔蜂窩組合梁柱節(jié)點和1個實腹鋼梁柱節(jié)點進(jìn)行擬靜力試驗,觀察、比較節(jié)點的破壞形態(tài),研究節(jié)點的破壞機(jī)理。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有限元分析,研究參數(shù)變化對蜂窩梁柱節(jié)點和蜂窩組合梁柱節(jié)點的抗震性能的影響,包括延性性能、吸能耗能性能、剛度退化、強(qiáng)度衰減和塑性變形；分析開孔率和不同孔邊距對節(jié)點抗震性能的影響；分析考慮樓板組合效應(yīng)對蜂窩梁柱節(jié)點抗震性能的影響。研究結(jié)果表明,隨著開孔率的增大,蜂窩梁和蜂窩組合梁柱節(jié)點的承載能力減小,延性和耗能能力均有不同程度的降低；樓板組合效應(yīng)提高了節(jié)點的承載力、延性和耗能性能。同時,梁腹板開孔可以使梁端塑性鉸外移,減小焊縫處發(fā)生脆性破壞的可能。上述研究成果,為蜂窩組合梁柱節(jié)點的抗震設(shè)計和工程應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。
[Abstract]:Honeycomb beam has the advantages of saving steel, light shape and beautiful appearance. It can be used in long span steel structure and multi-tall steel frame structure. It can use its own holes to cross the pipeline, effectively reduce the height of the layer, and have good comprehensive economic benefit. Liang Zhu joint of steel frame is usually rigid connection. The connection methods include full welded joint and bolted joint. Rigid joints have high strength and stiffness and good mechanical performance. However, if the welding quality of joints is not good or the design of joints is unreasonable, it is easy to cause joint weld cracking and brittle failure under the action of strong earthquake, which leads to structural failure and even collapse. The behavior of beehive beam-steel frame structure will be changed because the section is weakened because of the web opening. When the first hole is located properly, the plastic sensitive area will be transferred to the honeycomb hole, which can improve the ductility of the beam-end joint. Reduce the possibility of brittle failure at weld. In the design of multi-high-rise building structure, the concrete floor slab is connected with the honeycomb beam through the shear resistance connector to form the honeycomb composite beam, and the combined effect of the floor slab on the bearing capacity of the honeycomb Liang Zhu connection joint. In particular, seismic performance will have a greater impact. There are a lot of researches on seismic behavior of ordinary steel and concrete composite Liang Zhu joints at home and abroad and corresponding design standards. The application of beehive steel frame structure is limited. In this paper, the failure mechanism of the honeycomb combination Liang Zhu joint under earthquake is studied by means of quasi-static test, theoretical analysis and finite element simulation analysis. The combination effect of concrete floor slab and other factors affecting its seismic performance. The main contents are as follows: through quasi-static test on two hexagonal hole honeycomb Liang Zhu nodes, two hexagonal hole honeycomb combination Liang Zhu nodes and a solid steel Liang Zhu joint, the failure patterns of the joints are observed and compared. The failure mechanism of joints is studied. On the basis of the finite element analysis, the influence of parameter change on the seismic performance of the honeycomb Liang Zhu joint and the honeycomb combination Liang Zhu joint is studied, including ductility, energy absorption performance, stiffness degradation, strength attenuation and plastic deformation. The effects of opening ratio and different hole margins on seismic performance of joints are analyzed, and the effect of floor combination effect on seismic performance of honeycomb Liang Zhu joints is analyzed. The results show that with the increase of the opening ratio, the bearing capacity of the joint of honeycomb beam and honeycomb combination Liang Zhu decreases, and the ductility and energy dissipation of the joint are decreased to some extent, while the combined effect of floor slab improves the bearing capacity, ductility and energy dissipation performance of the joint. At the same time, the opening of the beam web can make the plastic hinge of the end of the beam move out, and reduce the possibility of brittle failure at the weld. The above research results lay a good foundation for seismic design and engineering application of honeycomb combined Liang Zhu joint.
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU391;TU352.11

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本文編號：2422999