震后可快速修復(fù)的單邊L形屈曲約束鋼梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-13 17:06
鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的性能直接影響著整體結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性,傳統(tǒng)的全焊接節(jié)點(diǎn)和栓焊混合節(jié)點(diǎn)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(yù)期的抗震能力,針對上述問題進(jìn)行改進(jìn)后的加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)和削弱型節(jié)點(diǎn)雖然能將塑性鉸外移,但是其結(jié)構(gòu)的修復(fù)將會非常困難;一些基于可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)概念提出的節(jié)點(diǎn)存在著構(gòu)造復(fù)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(fù)的鋼框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)成為本文研究的重點(diǎn)。本文結(jié)合屈曲約束和可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)的理念,提出了一種新型的震后可快速修復(fù)的鋼框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)。首先本文設(shè)計(jì)并制作了11組足尺的節(jié)點(diǎn)試件,通過低周往復(fù)加載試驗(yàn)研究了節(jié)點(diǎn)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(yàn)結(jié)果表明,本文所提出的節(jié)點(diǎn)能夠?qū)p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(jìn)行更換便可快速恢復(fù)結(jié)構(gòu)功能;具有可靠加工質(zhì)量和防屈曲約束機(jī)制的試件的塑性轉(zhuǎn)角均超過了 5%,能夠滿足我國標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010(2016年版)以及美國鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對于抗彎框...
【文章來源】:山東大學(xué)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(xué)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(nèi)外塑性鉸外移節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀
1.2.1 削弱型節(jié)點(diǎn)
1.2.2 加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)
1.2.3 可恢復(fù)功能鋼框架節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀
1.3 屈曲約束原理
1.4 研究內(nèi)容
第二章 單邊L形屈曲約束鋼梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)
2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
2.1.1 試驗(yàn)構(gòu)件設(shè)計(jì)
2.1.1.1 梁柱截面尺寸確定
2.1.1.2 L形板設(shè)計(jì)
2.1.1.3 其它部件設(shè)計(jì)
2.1.2 試件參數(shù)選取
2.2 試驗(yàn)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(nèi)容
2.3.2 測點(diǎn)布置
2.4 試驗(yàn)過程
2.4.1 材性試驗(yàn)
2.4.2 試驗(yàn)現(xiàn)象
2.4.3 節(jié)點(diǎn)破壞特征
2.5 試驗(yàn)結(jié)果及分析
2.5.1 滯回曲線
2.5.2 骨架曲線
2.5.3 強(qiáng)度和剛度
2.5.4 能量耗散曲線
2.5.5 累計(jì)耗能
2.5.6 應(yīng)變分析
2.6 與單邊T形屈曲約束式梁柱節(jié)點(diǎn)的對比
2.6.1 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
2.6.2 抗震性能對比
2.7 本章小結(jié)
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(gòu)
3.1.2 單元選擇與接觸關(guān)系
3.1.3 網(wǎng)格劃分
3.1.4 邊界條件與荷載設(shè)置
3.2 模擬結(jié)果
3.2.1 模型驗(yàn)證
3.2.2 變形情況
3.2.3 應(yīng)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(jié)
第四章 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法
4.1 節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度計(jì)算方法
4.1.1 轉(zhuǎn)動(dòng)中心的確定
4.1.2 公式推導(dǎo)
4.1.3 節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)、設(shè)計(jì)承載力對比
4.2 節(jié)點(diǎn)傳力機(jī)理分析
4.3 設(shè)計(jì)建議
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間研究成果
學(xué)位論文評閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]下翼緣組件可更換框架組合梁的設(shè)計(jì)方法及驗(yàn)證[J]. 賀修樟,陳以一. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]帶狗骨削弱蓋板的自復(fù)位預(yù)應(yīng)力梁柱節(jié)點(diǎn)靜力性能研究[J]. 張愛林,楊忠?guī)?姜子欽,趙迪,周寶儒. 建筑結(jié)構(gòu). 2019(19)
[3]可恢復(fù)功能裝配式中柱節(jié)點(diǎn)耗能裝置試驗(yàn)研究[J]. 姜子欽,楊曉峰,張愛林,牛子堯,王琦. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2020(01)
[4]地震工程:從抗震、減隔震到可恢復(fù)性[J]. 周穎,吳浩,顧安琪. 工程力學(xué). 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(jì)算方法[J]. 強(qiáng)旭紅,武念鐸,羅永峰. 天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2018(12)
[7]2017年中國大陸地震災(zāi)害損失述評[J]. 林向洋,鄭通彥,文鑫濤. 防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(03)
[8]2017年九寨溝7.0級地震災(zāi)害特點(diǎn)淺析[J]. 李皓,劉金龍,江小林,呂國軍,李姜. 震災(zāi)防御技術(shù). 2018(03)
[9]外加強(qiáng)環(huán)不等高H型鋼梁-方鋼管柱節(jié)點(diǎn)受力性能有限元分析[J]. 牟犇,李茜,王燕,白涌滔,寧寧. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2018(10)
[10]外加強(qiáng)環(huán)不等高H型鋼梁-方鋼管柱節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 牟犇,井后凱,張春巍,王燕,王悅. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2018(08)
碩士論文
[1]單邊T形屈曲約束鋼梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能研究[D]. 李永超.山東大學(xué) 2019
[2]基于損傷控制的屈曲約束鋼梁柱連接節(jié)點(diǎn)抗震性能研究[D]. 羅建良.山東大學(xué) 2018
本文編號:3184394
【文章來源】:山東大學(xué)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(xué)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(nèi)外塑性鉸外移節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀
1.2.1 削弱型節(jié)點(diǎn)
1.2.2 加強(qiáng)型節(jié)點(diǎn)
1.2.3 可恢復(fù)功能鋼框架節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀
1.3 屈曲約束原理
1.4 研究內(nèi)容
第二章 單邊L形屈曲約束鋼梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)
2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
2.1.1 試驗(yàn)構(gòu)件設(shè)計(jì)
2.1.1.1 梁柱截面尺寸確定
2.1.1.2 L形板設(shè)計(jì)
2.1.1.3 其它部件設(shè)計(jì)
2.1.2 試件參數(shù)選取
2.2 試驗(yàn)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(nèi)容
2.3.2 測點(diǎn)布置
2.4 試驗(yàn)過程
2.4.1 材性試驗(yàn)
2.4.2 試驗(yàn)現(xiàn)象
2.4.3 節(jié)點(diǎn)破壞特征
2.5 試驗(yàn)結(jié)果及分析
2.5.1 滯回曲線
2.5.2 骨架曲線
2.5.3 強(qiáng)度和剛度
2.5.4 能量耗散曲線
2.5.5 累計(jì)耗能
2.5.6 應(yīng)變分析
2.6 與單邊T形屈曲約束式梁柱節(jié)點(diǎn)的對比
2.6.1 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造
2.6.2 抗震性能對比
2.7 本章小結(jié)
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(gòu)
3.1.2 單元選擇與接觸關(guān)系
3.1.3 網(wǎng)格劃分
3.1.4 邊界條件與荷載設(shè)置
3.2 模擬結(jié)果
3.2.1 模型驗(yàn)證
3.2.2 變形情況
3.2.3 應(yīng)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(jié)
第四章 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方法
4.1 節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度計(jì)算方法
4.1.1 轉(zhuǎn)動(dòng)中心的確定
4.1.2 公式推導(dǎo)
4.1.3 節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)、設(shè)計(jì)承載力對比
4.2 節(jié)點(diǎn)傳力機(jī)理分析
4.3 設(shè)計(jì)建議
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間研究成果
學(xué)位論文評閱及答辯情況表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]下翼緣組件可更換框架組合梁的設(shè)計(jì)方法及驗(yàn)證[J]. 賀修樟,陳以一. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]帶狗骨削弱蓋板的自復(fù)位預(yù)應(yīng)力梁柱節(jié)點(diǎn)靜力性能研究[J]. 張愛林,楊忠?guī)?姜子欽,趙迪,周寶儒. 建筑結(jié)構(gòu). 2019(19)
[3]可恢復(fù)功能裝配式中柱節(jié)點(diǎn)耗能裝置試驗(yàn)研究[J]. 姜子欽,楊曉峰,張愛林,牛子堯,王琦. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2020(01)
[4]地震工程:從抗震、減隔震到可恢復(fù)性[J]. 周穎,吳浩,顧安琪. 工程力學(xué). 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(jì)算方法[J]. 強(qiáng)旭紅,武念鐸,羅永峰. 天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2018(12)
[7]2017年中國大陸地震災(zāi)害損失述評[J]. 林向洋,鄭通彥,文鑫濤. 防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(03)
[8]2017年九寨溝7.0級地震災(zāi)害特點(diǎn)淺析[J]. 李皓,劉金龍,江小林,呂國軍,李姜. 震災(zāi)防御技術(shù). 2018(03)
[9]外加強(qiáng)環(huán)不等高H型鋼梁-方鋼管柱節(jié)點(diǎn)受力性能有限元分析[J]. 牟犇,李茜,王燕,白涌滔,寧寧. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2018(10)
[10]外加強(qiáng)環(huán)不等高H型鋼梁-方鋼管柱節(jié)點(diǎn)抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 牟犇,井后凱,張春巍,王燕,王悅. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2018(08)
碩士論文
[1]單邊T形屈曲約束鋼梁柱節(jié)點(diǎn)抗震性能研究[D]. 李永超.山東大學(xué) 2019
[2]基于損傷控制的屈曲約束鋼梁柱連接節(jié)點(diǎn)抗震性能研究[D]. 羅建良.山東大學(xué) 2018
本文編號:3184394
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