文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
狗骨式节点连接的钢框架柱计算长度系数
姓名:冯翔
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:王万祯
20090427
摘要现阶段通常把平面钢框架的整体稳定简化为柱的稳定来分析,在设计框架柱时,广泛采用计算长度法,即用柱的计算长度代替实际长度来考虑与柱相连构件的约束影响,框架柱计算长度系数可以通过确定其稳定承载力得到。本文根据框架柱计算长度理论和引入了圆弧形狗骨式节点参数特性,通过改变框架梁柱线刚度比和节点设计参数,建立十二组圆弧形狗骨式节点连接的单层单跨钢框架数值模型。利用有限元软件哉馐樵不⌒喂饭鞘浇诘懔的单层单跨钢框架进行特征值屈曲分析,得到圆弧形狗骨式节点三个设计参数对相应钢框架柱稳定承载力的影响规律。引入结构初始缺陷后,对圆弧形狗骨式节点连接的有侧移和无侧移钢框架模型进行非线性屈曲分析,得到了参数筒问鼵对圆弧形狗骨式节点连接的有侧移和无侧移钢框架的非线性屈曲荷载的影响规律。通过调整梁柱截面和高度,建立不同梁柱线刚度比的诘懔拥挠胁嘁钢框架模型,并进行非线性屈曲分析,得到相应的框架柱计算长度系数表。非线性屈曲分析结果显示,狗骨式节点连接的钢框架柱计算长度系数较常规节点连接的侧移和无侧移框架柱计算长度系数有一定增加,幅值在.%之间。关键词:狗骨式节点;平面钢框架;屈曲分析;柱计算长度系数狗骨式节点通过梁翼缘的局部削弱,迫使大震作用下塑性铰偏离脆弱的节点焊缝区,而出现在具有很大延性的梁上,达到减少节点脆性破坏可能性、提高了节点的延性。然而采用狗骨式节点获得更大塑性转动能力的同时,必然会削弱整个结构的刚度,从而对钢框架的整体稳定产生一定影响。硕卜学位论文
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作者签名:马刺导师签名:王页械作者签名:碛期:岬年∥月尸日学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书兰州理工大学日期:泗尹年多月矽日日期:谝年翴献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的⒉槐C芡拧本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭
吲圈≥酉伞亘//∥,‘/∥,豢鮧’国匝/豁第滦髀匕课题背景、研究目的和意义——轧在年美国北岭地震和年日本阪神地震之前,。人们普遍认为按规范设计的抗弯钢框架,在强震结构的整体性使其免于倒塌,这就是所谓“强柱弱梁,强节点弱杆件纳杓扑想。然而,上述两次地震中,梁柱刚性节点并没有表现出人们所期待的延性,数百幢多高层钢结构房屋的梁柱刚性连接节点出现了大量的脆性断裂。震后经研究人员调查研究发现【,虽然钢材具有良好的塑性与韧性,但地震中在框架还未发展塑性前,梁柱连接抗力大大低于梁截面,连接焊缝首先开裂,坡口焊缝出现的高度应力集中,也是导致节点脆断的主要因素。因此减少梁翼缘处对接焊缝的应力,人为地使塑性铰在梁上某一部位形成,成为改进刚性节点设计的重要思路。研究人员通过两个方面对节点进行了改进设计.:作用下,节点基于材料的延性能够保证在梁端产生塑性铰,从而确保结构产生足够的塑性变形。通过塑性区的形成和转动耗散地震能,使节点免于破坏,并保证进而发生脆性破坏。另外,节点本身所存在的根本性缺陷,’一点￥.
点处出现的脆性断裂。由于加强节点会在节点区域内增加焊缝数量,焊缝过多易引起残余应力,且若焊缝质量不高,本身又会成为节点脆性破坏的诱因,因此,加强型节点在工程应用中存在一定困难。美国妊芯炕菇械拇罅渴匝檠芯勘砻:通过梁翼缘的局部削弱,迫使大震作用下塑性铰偏离脆弱的节点焊缝区,出现在具有很大延性的梁上,可以不同程度地改善节点的抗震性能。使用这类节点不仅可以降低板域的剪切应力,还可以降低加劲肋中的应力;同时通过有限元分析证明了其能够有效地降低梁翼缘对接焊缝的应力,这对质量往往难以保证的翼缘焊缝也是非常有利的。另外,翼缘削弱型节点便于工厂加工,焊缝相对较少也利于施工操作,因此该类型节点在实际工程中有广阔的前景。翼缘削弱型节