钢框架半刚性梁柱节点受力性能研究

论文摘要

钢框架半刚性节点相比刚性节点有良好的抗震性能,但其节点的刚度受节点的构造影响因素众多。因此,有必要对半钢性连接的节点进行深入的研究分析。外伸端板连接作为实际工程中一种较典型的半刚性连接,本文即以其为研究对象。目前,外伸端板连接在细部构造上,国外与国内也存在差异。国内做法为在钢框架柱的翼缘局部加强,国外做法在钢框架柱后设置背板加强。本文以这两种不同构造半刚性节点,使用有大型通用限元软件ANSYS对三维实体半刚节点作状态非线性下的接触非线性静力分析。模型中计算的三个系列模型,主要分析了钢框架不采取加强、钢框架翼缘局部加强、钢框架设置背板加强,这三类构造和节点刚度上存在差异的半刚性节点的受力性能。在选取的工况下,进行考虑材料非线性、接触非线性的静力计算。在计算结果基础上,描述半刚性节点中钢框梁、钢框柱、端板、螺栓、加劲肋的应力、应变；也比较三类不同半刚性节点的破坏形态,应力、应变,变形情况,深入分析节点的薄弱部位。论述了加劲肋、端板、螺栓、柱翼缘背板加强、柱翼缘局部加厚这些构造做法对点受力性能的影响,比较两种构造不同的半刚性节点的受力性能差异。其结论对工程实践有一定指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 钢框架梁柱半刚性连接的研究现状与应用前景
• 1.1.1 钢框架梁柱连接形式的概述
• 1.1.2 理论研究现状
• 1.1.3 试验研究现状
• 1.1.4 半刚性连接钢框架的应用前景与存在问题
• 1.2 钢框架设计与抗震设计原则
• 1.2.1 结构体系与构件
• 1.2.2 地震作用下内力与位移计算
• 1.2.3 钢框架结构的抗震构造措施
• 1.3 本文的工作
• 第二章 钢框架的节点构造与节点刚度
• 2.1 钢框架节点的构造形式
• 2.1.1 焊缝连接、螺栓连接及混合连接
• 2.1.2 典型梁柱连接形式
• 2.2 节点的连接刚度与M-（?）关系曲线
• 2.2.1 节点的连接刚度
• 2.2.2 框架连接的M-θ关系
• 2.3 半刚性连接的三维结构分析
• 2.3.1 三维连接刚度矩阵
• 2.3.2 三维结构刚度方程的建立
• 2.4 弹塑性有限元分析
• 2.4.1 有限元塑性理论的三个方面
• 第三章 钢框架半刚性节点实例分析
• 3.1 实例分析概况
• 3.2 计算模型
• 3.3 A系列节点有限元分析
• 3.3.1 边界条件与荷载施加
• 3.3.2 有限元计算结果
• 3.3.3 小结分析
• 3.4 B系列节点有限元分析
• 3.4.1 边界条件与荷载施加
• 3.4.2 有限元计算结果
• 3.4.3 小结分析
• 3.5 C系列节点有限元分析
• 3.5.1 边界条件与荷载施加
• 3.5.2 有限元计算结果
• 3.5.3 小结分析
• 第四章 总结
• 4.1 结论
• 4.2 启发与展望
• 致谢
• 参考文献