發(fā)布時(shí)間：2017-03-21 00:12

  本文關(guān)鍵詞：考慮鋼框架開(kāi)合效應(yīng)的防屈曲支撐角部節(jié)點(diǎn)板連接受力性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：防屈曲支撐(BRB)是一種特殊的支撐構(gòu)件,其在受壓時(shí)不會(huì)發(fā)生屈曲的現(xiàn)象,且兼具耗能減震效果。防屈曲支撐與鋼框架之間需采用節(jié)點(diǎn)板相連,節(jié)點(diǎn)板通過(guò)焊縫與鋼框架梁(人字形或V字形布置時(shí)的中部節(jié)點(diǎn))以及梁柱(角部節(jié)點(diǎn))進(jìn)行連接,具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。目前,防屈曲支撐節(jié)點(diǎn)板連接仍沿用普通支撐的計(jì)算方法,即只考慮支撐軸向力在節(jié)點(diǎn)板連接界面上分配的內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計(jì)。然而,相關(guān)研究表明,與角部節(jié)點(diǎn)板相連的梁柱構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生開(kāi)合變形(梁柱夾角張開(kāi)/閉合),使節(jié)點(diǎn)板在大震下提前發(fā)生斷裂進(jìn)而導(dǎo)致防屈曲支撐失效,這對(duì)結(jié)構(gòu)的大震安全性將是致命的。為充分發(fā)揮屈曲支撐在鋼框架結(jié)構(gòu)中的大震變形和耗能能力,本文采用有限元與理論分析結(jié)合的方法,研究不同節(jié)點(diǎn)板構(gòu)造對(duì)開(kāi)合效應(yīng)及鋼框架受力性能的影響,并探討減小開(kāi)合效應(yīng)不利影響的新型節(jié)點(diǎn)板構(gòu)造,主要完成以下工作:(1)對(duì)現(xiàn)有考慮開(kāi)合效應(yīng)的節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)方法進(jìn)行比較,選取適合用于工程設(shè)計(jì)的方法,給出考慮開(kāi)合效應(yīng)的節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)步驟。通過(guò)算例分析探討減小開(kāi)合效應(yīng)的途徑。結(jié)果表明,改變節(jié)點(diǎn)板厚度或在節(jié)點(diǎn)板自由邊上設(shè)置加勁肋,并不能有效減小開(kāi)合效應(yīng)的作用;節(jié)點(diǎn)板與框架連接邊上的切應(yīng)力是開(kāi)合效應(yīng)的主要貢獻(xiàn),改變節(jié)點(diǎn)板厚度或設(shè)置自由邊加勁肋對(duì)其影響微小。(2)研究單獨(dú)開(kāi)合效應(yīng)作用下(無(wú)支撐力),節(jié)點(diǎn)板與鋼框架之間的相互影響。考慮節(jié)點(diǎn)板尺寸、節(jié)點(diǎn)板與梁柱的連接傳力構(gòu)造等參數(shù),對(duì)7組鋼框架梁-柱-節(jié)點(diǎn)板的子結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了有限元分析。結(jié)果表明,節(jié)點(diǎn)板會(huì)顯著增加框架的抗側(cè)剛度(模型中最高提升了82%),其中,焊接連接節(jié)點(diǎn)板的影響大于無(wú)摩擦連接節(jié)點(diǎn)板(新型節(jié)點(diǎn)板的理想模型,節(jié)點(diǎn)板與框架梁柱接觸面,水平無(wú)摩擦,垂直硬接觸不分離,以此減小節(jié)點(diǎn)板連接邊上切應(yīng)力),平面尺寸較大的節(jié)點(diǎn)板影響大于平面尺寸小的節(jié)點(diǎn)板;焊接節(jié)點(diǎn)板會(huì)使框架梁塑性鉸轉(zhuǎn)移到節(jié)點(diǎn)板端部,而無(wú)摩擦連接節(jié)點(diǎn)板框架梁塑性鉸則位于梁柱節(jié)點(diǎn)域附近;無(wú)摩擦連接的節(jié)點(diǎn)板實(shí)現(xiàn)了削減連接邊上切應(yīng)力的目標(biāo),但正應(yīng)力分布與焊接連接節(jié)點(diǎn)板有較大差異。(3)研究在開(kāi)合效應(yīng)和支撐軸力共同作用下,節(jié)點(diǎn)板和鋼框架之間的相互影響。以節(jié)點(diǎn)板尺寸、連接方式、自由邊加勁肋為設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)8組鋼框架梁-柱-節(jié)點(diǎn)板-支撐子結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。結(jié)果表明,自由邊加勁肋對(duì)于焊接節(jié)點(diǎn)板的受力性能無(wú)明顯改善,但對(duì)無(wú)摩擦連接節(jié)點(diǎn)板連接邊端點(diǎn)處的等效應(yīng)力有明顯的削弱效果;設(shè)置自由邊加勁肋的無(wú)摩擦連接節(jié)點(diǎn)板,等效應(yīng)力峰值位于兩連接邊交點(diǎn)。(4)提出無(wú)摩擦連接節(jié)點(diǎn)板的實(shí)際構(gòu)造形式:節(jié)點(diǎn)板不直接與梁柱連接,取而代之在節(jié)點(diǎn)板連接邊上設(shè)置端板,端板與梁柱翼緣通過(guò)螺栓連接,端板和梁柱翼緣之間可滑移,形成“帶滑移端板的節(jié)點(diǎn)板”,并建立有限元模型與理想模型(無(wú)端板的無(wú)摩擦連接節(jié)點(diǎn)板)以及焊接節(jié)點(diǎn)板進(jìn)行比較。結(jié)果表明,該節(jié)點(diǎn)板基本可以實(shí)現(xiàn)理想模型的特點(diǎn),且等效應(yīng)力峰值明顯小于焊接節(jié)點(diǎn)板(以模型L4為例,正向加載位移角2%時(shí),與梁相連邊等效應(yīng)力峰值減小30.90%,與柱相連邊減小10.75%;負(fù)向加載位移角2%時(shí),與梁相連邊等效應(yīng)力峰值減小63.25%,與柱相連邊減小21.32%)。與此同時(shí),“帶滑移端板的節(jié)點(diǎn)板”亦具有其自身的特點(diǎn),正負(fù)向加載對(duì)螺栓的需求不同;自由邊加勁肋作用減小。
【關(guān)鍵詞】：開(kāi)合效應(yīng) 防屈曲支撐 鋼框架 角部節(jié)點(diǎn)板 無(wú)摩擦連接
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU391
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-28
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 框架結(jié)構(gòu)中防屈曲支撐連接節(jié)點(diǎn)性能的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 防屈曲支撐連接段的性能12-13
• 1.2.2 節(jié)點(diǎn)板連接的性能13-14
• 1.3 支撐節(jié)點(diǎn)板連接設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀14-26
• 1.3.1 普通支撐節(jié)點(diǎn)板14-18
• 1.3.2 防屈曲支撐節(jié)點(diǎn)板18-26
• 1.4 當(dāng)前研究存在的問(wèn)題26
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容及意義26-28
• 第二章 防屈曲支撐角部節(jié)點(diǎn)板連接設(shè)計(jì)方法28-42
• 2.1 設(shè)計(jì)方法比較28-34
• 2.1.1 不考慮開(kāi)合效應(yīng)時(shí)均力法與泛均力法比較29-30
• 2.1.2 考慮開(kāi)合效應(yīng)時(shí)均力法與泛均力法比較30
• 2.1.3 是否考慮開(kāi)合效應(yīng)的對(duì)比30-31
• 2.1.4 是否考慮梁內(nèi)軸力對(duì)梁塑性彎矩削弱的對(duì)比31
• 2.1.5 推薦方法31-34
• 2.2 不同焊接節(jié)點(diǎn)板參數(shù)和構(gòu)造對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果的影響34-37
• 2.2.1 節(jié)點(diǎn)板參數(shù)34-35
• 2.2.2 計(jì)算結(jié)果對(duì)比35-37
• 2.3 節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)需額外注意的問(wèn)題37-41
• 2.3.1 節(jié)點(diǎn)板的尺寸37-38
• 2.3.2 節(jié)點(diǎn)板與防屈曲支撐連接的強(qiáng)度驗(yàn)算38
• 2.3.3 節(jié)點(diǎn)板與防屈曲支撐連接的平面外穩(wěn)定驗(yàn)算38-41
• 2.4 節(jié)點(diǎn)板設(shè)計(jì)步驟41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第三章 減小框架開(kāi)合效應(yīng)影響的節(jié)點(diǎn)板構(gòu)造方法研究42-67
• 3.1 模型建立42-46
• 3.1.1 模型依據(jù)42-43
• 3.1.2 有限元軟件43-44
• 3.1.3 材料本構(gòu)模型44
• 3.1.4 模型建立44-46
• 3.2 有限元模擬方案46-48
• 3.3 有限元模擬結(jié)果及數(shù)據(jù)分析48-65
• 3.3.1 節(jié)點(diǎn)板對(duì)框架整體性能的影響48-52
• 3.3.2 節(jié)點(diǎn)板對(duì)框架梁柱節(jié)點(diǎn)性能的影響52-56
• 3.3.3 節(jié)點(diǎn)板連接邊的應(yīng)力分布56-65
• 3.4 本章小結(jié)65-67
• 第四章 同時(shí)考慮框架開(kāi)合效應(yīng)和支撐軸力的節(jié)點(diǎn)板構(gòu)造方法研究67-88
• 4.1 模型建立67-71
• 4.1.1 防屈曲支撐簡(jiǎn)化建模67-68
• 4.1.2 有限元模擬方案68-71
• 4.2 有限元模擬數(shù)據(jù)及分析71-87
• 4.2.1 節(jié)點(diǎn)板對(duì)框架整體性能的影響71-74
• 4.2.2 節(jié)點(diǎn)板對(duì)框架梁柱節(jié)點(diǎn)性能的影響74-78
• 4.2.3 節(jié)點(diǎn)板連接邊的應(yīng)力分布78-87
• 4.3 本章小結(jié)87-88
• 第五章 新型滑移端板連接節(jié)點(diǎn)板88-125
• 5.1 新型滑移端板連接節(jié)點(diǎn)板的受力性能88-101
• 5.1.1 新型節(jié)點(diǎn)板的提出及模型建立88-90
• 5.1.2 有限元模擬數(shù)據(jù)及分析90-101
• 5.2 新型滑移端板連接節(jié)點(diǎn)板的優(yōu)化101-123
• 5.2.1 有限元模擬方案及模型建立101-103
• 5.2.2 有限元模擬數(shù)據(jù)及分析103-123
• 5.3 本章小結(jié)123-125
• 第六章 結(jié)論與展望125-127
• 6.1 結(jié)論125-126
• 6.2 展望126-127
• 參考文獻(xiàn)127-133
• 致謝133

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 趙俊賢;王湛;林傅雄;韓偉;陳若冰;曾毅發(fā);楊f謄

本文編號(hào)：258713