钢框架梁柱狗骨式节点受力性能的试验研究及分析

论文摘要

在地震荷载作用下，传统钢框架刚性节点因为节点处焊缝应力集中明显而容易产生脆性破坏。而一种新型节点——梁柱狗骨式节点，通过合理削弱梁截面的方法，使结构在荷载作用下的塑性铰外移至梁的截面削弱处，从而避开节点域焊缝密集区，避免了脆性破坏的发生，而且出现在梁截面削弱处的塑性铰及其发展可以更加充分的耗能及发挥材料强度。本文在参考国内外大量文献资料的基础上，对狗骨式节点在低周反复荷载作用下及疲劳荷载作用下的性能分别进行了试验研究，研究了狗骨式节点的破坏形式、滞回性能、梁截面削弱处和根部的应力应变情况及疲劳性能，并对结果进行了对比分析。试验结果表明：狗骨式节点具有比传统刚性节点更好的滞回性能及延性，通过合理的对梁截面进行削弱可以达到塑性铰外移的目的，具有更好的抗震性能；梁根部翼缘处的焊缝的强度及质量是决定狗骨式节点疲劳性能的因素，只有具有良好的焊接质量才能充分发挥狗骨式节点在疲劳荷载作用下的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 钢框架梁柱节点的研究概况
• 1.3 本文的研究对象、目的及其意义
• 1.4 论文内容安排
• 第二章 梁柱狗骨式连接节点综述
• 2.1 引言
• 2.2 传统刚性梁—柱节点在地震中的破坏
• 2.2.1 梁在地震中的破坏
• 2.2.2 柱在地震中的破坏
• 2.2.3 刚性梁柱节点的破坏原因
• 2.3 梁柱狗骨式连接节点的受力性能
• 2.4 梁柱狗骨式连接节点的设计原理
• 2.5 梁柱狗骨式连接节点的设计构造参数
• 2.5.1 梁截面弯剪共同作用理论
• 2.5.2 削弱截面的弯剪控制设计
• 2.5.3 FEMA对狗骨式连接的设计方法
• 2.5.4 逐渐削弱式设计方法
• 2.5.5 逐渐削弱式与圆弧削弱式的比较
• 第三章 钢框架梁柱圆弧型狗骨式连接节点RBS低周反复荷载试验
• 3.1 概述
• 3.1.1 抗震试验方法的发展
• 3.1.2 拟静力实验方法简介
• 3.1.3 拟静力实验加载设备和装置
• 3.1.4 拟静力实验中的问题
• 3.1.5 拟静力实验的特点
• 3.2 本次试验的量测内容
• 3.2.1 应力（应变）量测
• 3.2.2 位移与变形的量测
• 3.2.3 力的量测
• 3.3 本次试验的设备
• 3.3.1 TDS-303数据采集仪简介
• 3.3.2 DHDAS动态信号采集分析系统简介
• 3.3.3 MTS电液伺服结构加载试验系统简介
• 3.4 钢框架梁柱圆弧型狗骨式连接节点的低周反复加载试验
• 3.4.1 试验目的
• 3.4.2 试件设计
• 3.4.3 加载步骤
• 3.4.4 量测内容
• 3.4.5 试验过程及现象
• 3.5 节点试验抗震性能概述
• 3.6 狗骨式节点试验结果分析
• 3.6.1 试验的滞回曲线分析
• 3.6.2 试验的刚度退化曲线分析
• 3.6.3 试验的延性分析
• 第四章 疲劳基本理论
• 4.1 疲劳概述
• 4.1.1 疲劳定义
• 4.1.2 疲劳发展史
• 4.1.3 疲劳分类
• 4.2 疲劳基本理论
• 4.2.1 金属疲劳破坏机理
• 4.2.2 影响疲劳强度的因素
• 4.2.2.1 应力集中
• 4.2.2.2 尺寸的影响
• 4.2.2.3 表面状态的影响
• 4.2.2.4 荷载的影响
• 4.2.3 疲劳曲线
• 4.2.3.1 疲劳应力与疲劳极限
• 4.2.3.2 S-N曲线
• 4.2.3.3 ε-N曲线
• 4.3 确定疲劳寿命的方法
• 4.3.1 疲劳寿命分析方法分类
• 4.3.2 疲劳累积损伤理论
• 4.3.3 疲劳设计准则
• 第五章 钢框架梁柱圆弧型狗骨式连接节点 RBS疲劳试验
• 5.1 概述
• 5.1.1 引言
• 5.1.2 钢材的疲劳
• 5.1.3 常幅疲劳
• 5.2 钢框架梁柱圆弧型狗骨式连接节点的疲劳试验
• 5.2.1 试验目的
• 5.2.2 试件设计
• 5.2.3 试验设备和装置
• 5.2.4 量测内容
• 5.2.5 加载方法
• 5.2.6 试验过程及现象
• 5.3 狗骨式节点疲劳试验结果分析
• 5.3.1 荷载—位移曲线分析
• 5.3.2 测点荷载—应变分析
• 第六章 结束语
• 6.1 本文主要研究工作及试验结论
• 6.1.1 试验结论
• 6.1.2 试验创新点
• 6.2 试验中的不足及研究展望
• 6.2.1 试验不足之处
• 6.2.2 研究展望
• 参考文献