裝配式鋼結(jié)構(gòu)具有重量輕、強(qiáng)度高、抗震性能優(yōu)越、施工速度快、工業(yè)化程度高的優(yōu)點。在鋼框架結(jié)構(gòu)中,梁柱節(jié)點對結(jié)構(gòu)承載力和抗震性能具有重要影響。本文提出了一種新型方鋼管柱-H型鋼梁裝配式外套筒連接節(jié)點,采用理論分析、試驗研究和有限元分析相結(jié)合的方法,對該新型節(jié)點的抗震性能進(jìn)行了深入研究。(1)設(shè)計制作了3個十字型外套筒連接節(jié)點試件,進(jìn)行低周反復(fù)加載擬靜力試驗。試驗研究表明:(1)鋼梁焊接型外套筒連接節(jié)點具有良好的抗震耗能能力;隨外套筒壁厚增大,節(jié)點抗震耗能能力提高,滿足“強(qiáng)節(jié)點、弱構(gòu)件”抗震設(shè)計原則。鋼梁焊接型外套筒連接節(jié)點的等效粘滯阻尼系數(shù)和等效耗能系數(shù)均大于鋼梁螺栓連接型外套筒連接節(jié)點的相應(yīng)系數(shù)。由于高強(qiáng)螺栓滑移及外伸端板過早屈服,鋼梁螺栓連接型外套筒連接節(jié)點與鋼梁焊接型外套筒連接節(jié)點相比,抗震耗能能力有所降低。(2)所有試件的延性系數(shù)均大于3.0,表明外套筒連接節(jié)點具有較強(qiáng)塑性變形能力,滿足《抗震規(guī)范》的要求。節(jié)點延性隨外套筒壁厚的增加而降低。(3)試件的初始轉(zhuǎn)動剛度隨外套筒壁厚增大而提高,試件ST-1W的初始轉(zhuǎn)動剛度比試件ST-2W的初始轉(zhuǎn)動剛度增大約19%。所有試件在極限承載力下降...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 方鋼管柱-h型鋼梁連接節(jié)點研究現(xiàn)狀及存在問題
        1.2.1 國內(nèi)外方鋼管柱-h型鋼梁連接節(jié)點研究現(xiàn)狀
        1.2.2 方鋼管柱-h型鋼梁節(jié)點存在問題
    1.3 方鋼管柱-h型鋼梁裝配式外套筒連接節(jié)點的提出
        1.3.1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的基本要求
        1.3.2 方鋼管柱-h型鋼梁裝配式外套筒連接節(jié)點構(gòu)造及施工
    1.4 研究內(nèi)容
第2章 外套筒節(jié)點靜力性能有限元數(shù)值分析
    2.1 有限元軟件選取
    2.2 非線性有限元方程建立
        2.2.1 非線性問題的分類及求解
        2.2.2 屈服準(zhǔn)則
        2.2.3 單元剛度矩陣
    2.3 有限元節(jié)點建模
        2.3.1 實體模型的建立
        2.3.2 單元選用
        2.3.3 材料本構(gòu)關(guān)系及強(qiáng)化模型
        2.3.4 網(wǎng)格劃分
        2.3.5 邊界模擬及加載制度
        2.3.6 分析類型及求解設(shè)置
    2.4 外套筒壁厚對節(jié)點破壞模式及承載力的影響
        2.4.1 節(jié)點破壞模式
        2.4.2 彎矩-轉(zhuǎn)角曲線
    2.5 高強(qiáng)對拉螺栓直徑對節(jié)點破壞模式及承載力的影響
        2.5.1 節(jié)點破壞模式
        2.5.2 彎矩-轉(zhuǎn)角曲線
    2.6 外伸端板厚度對節(jié)點破壞模式及承載力的影響
        2.6.1 節(jié)點破壞模式
        2.6.2 彎矩-轉(zhuǎn)角曲線
    2.7 鋼梁與組件連接方式對節(jié)點破壞模式及承載力的影響
        2.7.1 節(jié)點破壞模式
        2.7.2 彎矩-轉(zhuǎn)角曲線
    2.8 節(jié)點各參數(shù)變化對節(jié)點屈服抗彎承載力的影響
    2.9 本章小結(jié)
第3章 外套筒節(jié)點抗震性能試驗研究
    3.1 試驗?zāi)康?br>    3.2 試件設(shè)計
    3.3 試驗概況
        3.3.1 材性試驗
        3.3.2 加載裝置
        3.3.3 加載制度
        3.3.4 量測方案
    3.4 試驗現(xiàn)象及破壞形態(tài)
        3.4.1 試件st-1w的試驗現(xiàn)象及破壞形態(tài)
        3.4.2 試件st-2w的試驗現(xiàn)象及破壞形態(tài)
        3.4.3 試件st-3w的試驗現(xiàn)象及破壞形態(tài)
    3.5 節(jié)點抗震性能分析
        3.5.1 試件荷載-位移曲線
        3.5.2 荷載-位移骨架曲線
        3.5.3 延性
        3.5.4 彎矩-轉(zhuǎn)角曲線
        3.5.5 構(gòu)件耗能
        3.5.6 剛度退化
    3.6 節(jié)點應(yīng)變分析
    3.7 彎矩-轉(zhuǎn)角恢復(fù)力模型
        3.7.1 骨架曲線模型
        3.7.2 滯回環(huán)模型
    3.8 本章小結(jié)
第4章 外套筒節(jié)點抗震性能有限元數(shù)值分析
    4.1 有限元模型建立
    4.2 有限元與試驗結(jié)果對比
        4.2.1 有限元與試驗破壞形態(tài)對比
        4.2.2 荷載-位移滯回曲線對比
        4.2.3 荷載-位移骨架曲線對比
        4.2.4 彎矩-轉(zhuǎn)角骨架曲線對比
        4.2.5 剛度退化曲線對比
        4.2.6 抗震性能指標(biāo)對比
    4.3 有限元應(yīng)力路徑分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 外套筒節(jié)點抗彎承載力理論分析
    5.1 屈服線理論
    5.2 節(jié)點受力機(jī)理分析
    5.3 節(jié)點屈服抗拉承載力理論分析
        5.3.1 高強(qiáng)對拉螺栓屈服抗拉承載力
        5.3.2 外套筒壁、柱壁屈服抗拉承載力
        5.3.3 外伸端板屈服抗拉承載力
    5.4 外套筒連接節(jié)點抗彎承載力計算
        5.4.1 節(jié)點抗彎承載力計算模型
        5.4.2 節(jié)點抗彎承載力理論計算公式
        5.4.3 節(jié)點抗彎承載力理論值與試驗、有限元模擬值對比
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
創(chuàng)新點摘要
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研工作
致謝



本文編號：3976797