文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
钢框架梁柱弱轴连接及狗骨式节点抗震性能研究
姓名:张丹丽
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:王万祯;王秀丽
20070501
摘要梁柱连接起着在梁柱之间传递弯矩和剪力的作用,其性能直接关系到结构的整体反应。在年北岭地震和年阪神地震中,梁柱连接发生了大量的脆性破坏,显示出了人们对梁柱连接受力性能和破坏机理的认识不足。为避免人员伤亡和财产损失,研究梁柱连接在循环荷载下的破坏机理、提出新的节点构造和目前国内外对梁柱连接的研究主要集中在梁柱翼缘连接,对梁柱腹板连接研究较少,且国内相关规范大多针对翼缘连接,对梁柱腹板连接的设计规定也很少。因此,本文对梁柱腹板连接受力性能进行研究。为更精确地模拟梁柱腹扳连接在地震作用下的断裂行为,本文数值模型中考虑大变形、大应变、螺栓预拉力及螺栓处的接触滑移,采用荚颍线性随动强化本构关系,并引入开裂因子剖析连接断裂。在验证断裂准则和数值模型后,对基本试件及由此衍生的系列试件,分别用以研究螺栓直径及排列方式、柱翼缘宽度、柱轴压比等参数对连接的影响。对其在单调和循环荷载作用下受力性能及滞回性能进行了非线性有限元模拟,并对数值模拟关键部位应力场进行了分析。根据分析结果,为工程设计提供了参考建议。在明析传统节点破坏机理的基础上,对梁柱弱轴狗骨式新型节点进行了参数研究,探讨了削弱三参数对其受力性能的影响,最后给出了改进节点的抗震建议。本文有限元模型较为真实地模拟了梁柱腹板连接和狗骨式连接在循环荷载作用下的破坏行为。研究内容比较系统,提出的结论及建议对于工程设计具有参考价值。关键词:梁柱腹板连接;循环荷载;抗震性能;参数分析;弱轴狗骨式节点抗震设计对策,具有重要的理论意义和工程价值。硕宦畚·
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醐砌年翻加作者签名:欲丹丽作者虢掀哥厕日期:,弦噼铜加导师签名。王万孑友日期:认尹幻年彩月多日学位论文版权使用授权书兰州理工大学学位论文原创性声明⒉槐C芎本人郑重声明: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献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的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。⒈C芸冢年解密后适用本授权书。朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭本学位论文属于
第滦髀课题背景、研究目的和意义钢结构是世界高层建筑中较早采用的一种结构类型,也是今后最有发展前景的结构类型之一。钢结构与其他材料的结构相比具有很多优越性。例如,钢材材质均匀,抗压、抗拉和抗剪强度均很高,并且具有良好的延性,能减弱地震反应,具有抵抗强烈地震的变形能力【俊=昀矗孀盼夜盟降奶岣吆凸こ塘煊与世界各国的交流,将钢结构技术列入项技术之中【,出现了钢结构建设高潮。特别是我国正在建设的层赘叩纳虾;非蚪鹑谥行模ǔ珊蠼刮国的高层钢结构建筑进入世界前列俊钢框架结构的梁柱连接多按刚性连接设计,梁柱刚性连接指具有足够刚度,能使所连接的构件间夹角在达到承载力之前保持不变的接头,其连接强度不应低于被连接构件的屈服强度【俊D壳胺驳挚共嗔Φ目蚣芎土褐雇淞樱捎酶性方案。梁柱刚性连接的主要构造形式有三种:ê附诘悖全栓节点,栓焊混合节点。全焊节点适于工厂连接,全栓节点费用太高,因此栓焊混合节点在多高层建筑钢结构中成为典型的梁柱刚性节点形式。本文所研究的梁柱连接就在年美国北岭地震耆毡沮嫔竦卣郧埃纸峁菇ㄖ陌踩院苌俦换骋伞5钦两次地震中,大量的钢结构框架出现了不同程度的破坏,研究调查显示,破坏均发生在梁柱节点区域,且都是脆性破坏【U庖鹆搜踅绾凸こ探绲墓惴汗注,许多专家学者都开始了梁柱连接性能及其对钢框架结构抗震性能影响等方面的研究【们。这些研究主要集中在传统梁柱节点的破坏机理、新型延性节点的静动力试验和数值分析,以及梁柱节点与整体结构的相互影响等方面。目前国内外对梁柱连接的研究主要集中在梁柱强轴连接,即梁垂直于钢柱翼缘的连接,对梁垂直于透种拱宓牧即弱轴连接或腹板连接研究较少。且目前我国各相关规范【引大多针对翼缘连接,对梁柱腹板连接的设计规定也很少。因此,本文研究的梁柱连接均为腹板连接节点。年北岭地震和年阪神地震以前,图所示的梁柱连接节点被广泛应用在钢框架结构中。当时普遍认为