震后可快速修復的單邊L形屈曲約束鋼梁柱節(jié)點抗震性能研究
發(fā)布時間:2021-05-13 17:06
鋼框架梁柱節(jié)點的性能直接影響著整體結構的承載力和穩(wěn)定性,傳統(tǒng)的全焊接節(jié)點和栓焊混合節(jié)點在美國北嶺地震和日本阪神地震中因焊縫的脆性斷裂而未表現(xiàn)出預期的抗震能力,針對上述問題進行改進后的加強型節(jié)點和削弱型節(jié)點雖然能將塑性鉸外移,但是其結構的修復將會非常困難;一些基于可恢復功能結構概念提出的節(jié)點存在著構造復雜、施工困難等劣勢。因此尋求一種低成本、施工簡單、抗震性能優(yōu)越、可快速修復的鋼框架梁柱連接節(jié)點成為本文研究的重點。本文結合屈曲約束和可恢復功能結構的理念,提出了一種新型的震后可快速修復的鋼框架梁柱連接節(jié)點。首先本文設計并制作了11組足尺的節(jié)點試件,通過低周往復加載試驗研究了節(jié)點的破壞模式、滯回曲線、骨架曲線、耗能能力等,探討了L形板削弱段的切割工藝、加載制度、有無防屈曲約束蓋板等參數(shù)對其抗震性能的影響。試驗結果表明,本文所提出的節(jié)點能夠將損傷控制在L形板削弱區(qū)域,在震后通過對損壞的L形板進行更換便可快速恢復結構功能;具有可靠加工質量和防屈曲約束機制的試件的塑性轉角均超過了 5%,能夠滿足我國標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)以及美國鋼結構抗震設計規(guī)范對于抗彎框...
【文章來源】:山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內外塑性鉸外移節(jié)點研究現(xiàn)狀
1.2.1 削弱型節(jié)點
1.2.2 加強型節(jié)點
1.2.3 可恢復功能鋼框架節(jié)點研究現(xiàn)狀
1.3 屈曲約束原理
1.4 研究內容
第二章 單邊L形屈曲約束鋼梁柱節(jié)點試驗
2.1 試驗方案設計
2.1.1 試驗構件設計
2.1.1.1 梁柱截面尺寸確定
2.1.1.2 L形板設計
2.1.1.3 其它部件設計
2.1.2 試件參數(shù)選取
2.2 試驗加載
2.2.1 加載裝置
2.2.2 加載制度
2.3 數(shù)據(jù)測量
2.3.1 測量內容
2.3.2 測點布置
2.4 試驗過程
2.4.1 材性試驗
2.4.2 試驗現(xiàn)象
2.4.3 節(jié)點破壞特征
2.5 試驗結果及分析
2.5.1 滯回曲線
2.5.2 骨架曲線
2.5.3 強度和剛度
2.5.4 能量耗散曲線
2.5.5 累計耗能
2.5.6 應變分析
2.6 與單邊T形屈曲約束式梁柱節(jié)點的對比
2.6.1 節(jié)點構造
2.6.2 抗震性能對比
2.7 本章小結
第三章 ABAQUS數(shù)值模擬
3.1 有限元模型建立
3.1.1 鋼材本構
3.1.2 單元選擇與接觸關系
3.1.3 網格劃分
3.1.4 邊界條件與荷載設置
3.2 模擬結果
3.2.1 模型驗證
3.2.2 變形情況
3.2.3 應力分布
3.3 有限元參數(shù)分析
3.3.1 蓋板厚度的影響
3.3.2 蓋板間隙的影響
3.3.3 摩擦系數(shù)的影響
3.3.4 削弱深度的影響
3.3.5 削弱段長度的影響
3.4 本章小結
第四章 節(jié)點設計方法
4.1 節(jié)點強度計算方法
4.1.1 轉動中心的確定
4.1.2 公式推導
4.1.3 節(jié)點試驗、設計承載力對比
4.2 節(jié)點傳力機理分析
4.3 設計建議
4.4 本章小結
第五章 結論與展望
5.1 結論
5.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間研究成果
學位論文評閱及答辯情況表
【參考文獻】:
期刊論文
[1]下翼緣組件可更換框架組合梁的設計方法及驗證[J]. 賀修樟,陳以一. 建筑結構學報. 2020(03)
[2]帶狗骨削弱蓋板的自復位預應力梁柱節(jié)點靜力性能研究[J]. 張愛林,楊忠?guī)?姜子欽,趙迪,周寶儒. 建筑結構. 2019(19)
[3]可恢復功能裝配式中柱節(jié)點耗能裝置試驗研究[J]. 姜子欽,楊曉峰,張愛林,牛子堯,王琦. 建筑結構學報. 2020(01)
[4]地震工程:從抗震、減隔震到可恢復性[J]. 周穎,吳浩,顧安琪. 工程力學. 2019(06)
[5]2018年震情述評[J]. 王月,薛艷,張小濤,鄧世廣,馬亞偉,姜祥華,楊文,韓顏顏,解孟雨,宋金,史海霞,周龍泉. 中國地震. 2019(01)
[6]考慮撬力作用位置的T型連接初始剛度計算方法[J]. 強旭紅,武念鐸,羅永峰. 天津大學學報(自然科學與工程技術版). 2018(12)
[7]2017年中國大陸地震災害損失述評[J]. 林向洋,鄭通彥,文鑫濤. 防災科技學院學報. 2018(03)
[8]2017年九寨溝7.0級地震災害特點淺析[J]. 李皓,劉金龍,江小林,呂國軍,李姜. 震災防御技術. 2018(03)
[9]外加強環(huán)不等高H型鋼梁-方鋼管柱節(jié)點受力性能有限元分析[J]. 牟犇,李茜,王燕,白涌滔,寧寧. 建筑結構學報. 2018(10)
[10]外加強環(huán)不等高H型鋼梁-方鋼管柱節(jié)點抗震性能試驗研究[J]. 牟犇,井后凱,張春巍,王燕,王悅. 建筑結構學報. 2018(08)
碩士論文
[1]單邊T形屈曲約束鋼梁柱節(jié)點抗震性能研究[D]. 李永超.山東大學 2019
[2]基于損傷控制的屈曲約束鋼梁柱連接節(jié)點抗震性能研究[D]. 羅建良.山東大學 2018
本文編號:3184394
【文章來源】:山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內外塑性鉸外移節(jié)點研究現(xiàn)狀
1.2.1 削弱型節(jié)點
1.2.2 加強型節(jié)點
1.2.3 可恢復功能鋼框架節(jié)點研究現(xiàn)狀
1.3 屈曲約束原理
1.4 研究內容
第二章 單邊L形屈曲約束鋼梁柱節(jié)點試驗
2.1 試驗方案設計
2.1.1 試驗構件設計
2.1.1.1 梁柱截面尺寸確定
2.1.1.2 L形板設計
2.1.1.3 其它部件設計
2.1.2 試件參數(shù)選取
2.2 試驗加載
2.2.1 加載裝置
2.2.2 加載制度
2.3 數(shù)據(jù)測量
2.3.1 測量內容
2.3.2 測點布置
2.4 試驗過程
2.4.1 材性試驗
2.4.2 試驗現(xiàn)象
2.4.3 節(jié)點破壞特征
2.5 試驗結果及分析
2.5.1 滯回曲線
2.5.2 骨架曲線
2.5.3 強度和剛度
2.5.4 能量耗散曲線
2.5.5 累計耗能
2.5.6 應變分析
2.6 與單邊T形屈曲約束式梁柱節(jié)點的對比
2.6.1 節(jié)點構造
2.6.2 抗震性能對比
2.7 本章小結
第三章 ABAQUS數(shù)值模擬
3.1 有限元模型建立
3.1.1 鋼材本構
3.1.2 單元選擇與接觸關系
3.1.3 網格劃分
3.1.4 邊界條件與荷載設置
3.2 模擬結果
3.2.1 模型驗證
3.2.2 變形情況
3.2.3 應力分布
3.3 有限元參數(shù)分析
3.3.1 蓋板厚度的影響
3.3.2 蓋板間隙的影響
3.3.3 摩擦系數(shù)的影響
3.3.4 削弱深度的影響
3.3.5 削弱段長度的影響
3.4 本章小結
第四章 節(jié)點設計方法
4.1 節(jié)點強度計算方法
4.1.1 轉動中心的確定
4.1.2 公式推導
4.1.3 節(jié)點試驗、設計承載力對比
4.2 節(jié)點傳力機理分析
4.3 設計建議
4.4 本章小結
第五章 結論與展望
5.1 結論
5.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間研究成果
學位論文評閱及答辯情況表
【參考文獻】:
期刊論文
[1]下翼緣組件可更換框架組合梁的設計方法及驗證[J]. 賀修樟,陳以一. 建筑結構學報. 2020(03)
[2]帶狗骨削弱蓋板的自復位預應力梁柱節(jié)點靜力性能研究[J]. 張愛林,楊忠?guī)?姜子欽,趙迪,周寶儒. 建筑結構. 2019(19)
[3]可恢復功能裝配式中柱節(jié)點耗能裝置試驗研究[J]. 姜子欽,楊曉峰,張愛林,牛子堯,王琦. 建筑結構學報. 2020(01)
[4]地震工程:從抗震、減隔震到可恢復性[J]. 周穎,吳浩,顧安琪. 工程力學. 2019(06)
[5]2018年震情述評[J]. 王月,薛艷,張小濤,鄧世廣,馬亞偉,姜祥華,楊文,韓顏顏,解孟雨,宋金,史海霞,周龍泉. 中國地震. 2019(01)
[6]考慮撬力作用位置的T型連接初始剛度計算方法[J]. 強旭紅,武念鐸,羅永峰. 天津大學學報(自然科學與工程技術版). 2018(12)
[7]2017年中國大陸地震災害損失述評[J]. 林向洋,鄭通彥,文鑫濤. 防災科技學院學報. 2018(03)
[8]2017年九寨溝7.0級地震災害特點淺析[J]. 李皓,劉金龍,江小林,呂國軍,李姜. 震災防御技術. 2018(03)
[9]外加強環(huán)不等高H型鋼梁-方鋼管柱節(jié)點受力性能有限元分析[J]. 牟犇,李茜,王燕,白涌滔,寧寧. 建筑結構學報. 2018(10)
[10]外加強環(huán)不等高H型鋼梁-方鋼管柱節(jié)點抗震性能試驗研究[J]. 牟犇,井后凱,張春巍,王燕,王悅. 建筑結構學報. 2018(08)
碩士論文
[1]單邊T形屈曲約束鋼梁柱節(jié)點抗震性能研究[D]. 李永超.山東大學 2019
[2]基于損傷控制的屈曲約束鋼梁柱連接節(jié)點抗震性能研究[D]. 羅建良.山東大學 2018
本文編號:3184394
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