文档介绍：内蒙古科技大学
硕士学位论文
冷弯型钢梁柱节点的受力性能研究
姓名:张健
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:赵根田
20070610
独创性说明
本人郑重声明:所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工
作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方
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同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并
表示了谢意。
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摘要
本文通过试验及有限元法,对冷弯型钢梁柱节点的受力性能做了比较深入的
研究。节点的构造如下:(1)梁、柱均采用双肢 C 型钢;(2)梁、柱之间以热轧钢
板内插;(3)在 C 型钢的腹板处用高强螺栓与内插节点板相连;(4)节点的每一个
构件只用四个高强螺栓连接。
在试验研究方面,进行了 5 个 T 形节点在反复荷载作用下的试验,研究了各组
件板域的应变分布以及节点板板厚、螺栓间距,螺栓预拉力等因素对节点受力性能
的影响,得到了节点在反复荷载作用下的 M −Φ和 P −∆滞回曲线,对节点的破坏机
理、承载力退化、刚度退化、延性及耗能性能进行了相应的探索性分析。试验结果
表明:该种构造的节点最终破坏都为梁截面的弯曲破坏,根据螺栓是否滑移可以将
试验节点分为两类――Ⅰ类和Ⅱ类,Ⅰ类节点承载力高,承载力退化稳定,初始刚
度大,刚度退化严重,耗能性能和延性较好;Ⅱ类节点除有Ⅰ类节点的其它特性外
延性相对较差。
在有限元模拟方面,摸索出了一种使用壳单元和弹簧单元来模拟螺栓连接的简
便方法,该法建模容易,运算时间短,通过和试验数据对比,发现该法精度较高;
本文还建立了冷弯型钢梁柱抗弯节点的三维参数化有限元模型,套用正交设计法,
进行了 18 个试件在单调荷载作用下的有限元计算,并运用数理统计方法处理试算结
果, 发现螺栓直径和螺栓间距对滑移荷载 Pslip 影响最大,而最大荷载 Pmax 由 C 型钢屈
服强度、厚度和截面高度决定。如果 C 型钢截面材料确定,螺栓直径对节点受力性
能影响最大,节点板厚度对节点的初始刚度影响最大。
最后给出了这种节点的设计原则,为工程应用提供依据。
关键词:冷弯型钢,高强螺栓连接,抗弯节点,抗震性能,有限元法
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Structural behavior of moment connections between
Cold-formed steel beam-columns
Abstract
In this paper, bination of laboratory tests and finite element analyses was used to
investigate the seismic performance of bolted moment connections between cold-formed
steel sections. The configuration of bolted moment connections is:(1) All structural members
such as beams and columns are formed with two lipped C-sections back-to-back; (2)
Moment connections between beams and columns are formed with hot-rolled steel gusset
plates; (3) Only the webs of lipped C-sections are bolted onto gusset plates with high
strength bolts; (4) Four high strength bolts per member are used as a minimum con