建筑钢结构粘结连接节点的试验研究与有限元分析

建筑钢结构粘结连接节点的试验研究与有限元分析

论文摘要

粘结连接作为一种重要的连接方式,在航天产业、土木工程结构加固、修复等方面已经得到较为广泛的应用。但直接将粘结用于钢结构的连接的研究之前却鲜有人涉及。随着以大量聚合物材料为基础的各种粘结剂的问世,特别是以环氧树脂为基础的高性能粘结剂的投入使用,使得这种连接方式成为了可能。论文通过试验与有限元分析方法对粘结连接在钢结构中的应用进行了深入分析。首先论文对现有粘结层力学模型的理论分析成果进行总结,并详尽地介绍了本文有限元模型采用的粘结层力学模型。其次以门式刚架梁柱连接中柱翼缘的粘结加强为出发点,对粘结连接这种新的连接方式进行了深入研究。为了比较柱翼缘外粘钢板加强节点与传统的柱翼缘局部加厚节点的优缺点,并调整有限元分析模型参数的选择,进行了两组6个试件的试验研究。同时,利用有限元软件ABAQUS分别对柱翼缘外粘钢板加强节点和柱翼缘局部加厚节点进行了详细的弹塑性计算,通过比较分析,得出一些有参考价值的结论,并提出了粘钢加强节点的粘结层极限荷载的计算公式与节点的构造要求。接着对Z型檩条搭接节点采用粘结连接这种新型连接方式的受力性能进行了深入研究。首先试验研究Z型钢檩条搭接连接采用粘结连接与传统连接方式的受载特性,重点考察檩条搭接段的抗弯刚度与极限承载力。鉴于试验中不可避免存在各种初始缺陷及试验误差等因素的影响,采用有限元分析软件ABAQuS对试件进行数值模拟。根据试验结果得出基准有限元模型,并将有限元模型推广到双跨Z型檩条,以研究搭接连接对檩条整体结构受载性能的影响。最后根据试验结果与有限元分析结果提出冷弯斜卷边Z型檩条粘结连接节点的一些设计建议。研究结果表明,搭接粘结连接方式受力性能优于传统螺栓连接方式,能实现檩条的连续效果。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题研究背景
  • 1.1.1 钢结构连接的研究现状
  • 1.1.2 粘结剂的应用现状
  • 1.2 课题研究目的
  • 1.3 本文主要内容
  • 第2章 粘结连接节点中粘结层的力学模型
  • 2.1 概述
  • 2.2 本文采用的粘结层力学模型
  • 2.2.1 柱翼缘板外粘钢板加强的梁柱端板连接节点
  • 2.2.2 搭接Z型钢节点粘结连接
  • 第3章 柱翼缘板外粘钢板加强的梁柱端板连接节点
  • 3.1 概述
  • 3.1.1 端板连接研究现状
  • 3.1.2 ABAQUS/Explicit准静态分析
  • 3.1.3 柱翼缘板外粘钢板加强的梁柱端板连接
  • 3.2 试验
  • 3.2.1 试验目的及试件参数
  • 3.2.2 粘结剂的选择及其施工方式
  • 3.2.3 试件装置及测点布置
  • 3.2.4 试验过程及试件破坏形态
  • 3.2.5 试验结果及分析
  • 3.3 有限元分析
  • 3.3.1 建模
  • 3.3.2 有限元模型验证
  • 3.3.3 有限元分析结果
  • 3.4 设计建议
  • 3.4.1 外贴钢板厚度的确定
  • 3.4.2 外贴钢板长度的确定
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 粘结连接的Z型钢搭接节点
  • 4.1 概述
  • 4.1.1 连续檩条的应用现状
  • 4.1.2 连续檩条搭接节点的研究现状
  • 4.1.3 冷弯斜卷边Z型檩条的粘结搭接
  • 4.2 试验
  • 4.2.1 试件设计
  • 4.2.2 粘结剂的选择及其施工方式
  • 4.2.3 试验装置及测点布置
  • 4.2.4 材性试验
  • 4.2.5 试验过程及试件破坏形态
  • 4.2.6 试验结果分析
  • 4.2.7 试验结论
  • 4.3 有限元分析
  • 4.3.1 有限元建模
  • 4.3.2 有限元模型验证
  • 4.3.3 有限元分析结果(粘结连接的Z型钢搭接连接节点)
  • 4.3.4 粘结连接的Z型钢两跨连续檩条
  • 4.3.5 结论
  • 4.4 设计建议
  • 4.4.1 粘结连接节点的最短粘结搭接长度
  • 4.4.2 弯矩承载力比γ
  • 4.4.3 有效抗弯刚度比α
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 结论和展望
  • 5.1 结论
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 作者简历
  • 相关论文文献

    • [1].浅谈预制装配式混凝土结构连接节点的研究与应用现状[J]. 科学技术创新 2019(36)
    • [2].点式连接节点承载性能数值模拟研究[J]. 安徽水利水电职业技术学院学报 2020(02)
    • [3].预制构件及关键连接节点设计与施工技术[J]. 四川建材 2020(08)
    • [4].探讨钢结构装配式梁柱的连接节点性能[J]. 建材与装饰 2017(05)
    • [5].高层钢框架施工详图中高强螺栓连接节点的选用[J]. 四川水泥 2017(06)
    • [6].高温下H型梁与H型柱腹板连接节点的刚度分析[J]. 城市建设理论研究(电子版) 2017(28)
    • [7].四种灌浆连接节点的静力性能及比较分析[J]. 佳木斯大学学报(自然科学版) 2015(05)
    • [8].装配式框架连接节点研究综述[J]. 建设科技 2020(Z1)
    • [9].钢筋套筒连接节点灌浆饱满度检测试验研究[J]. 混凝土与水泥制品 2020(05)
    • [10].集装箱装配建筑减震结构及连接节点抗震性能分析研究[J]. 钢结构 2019(04)
    • [11].主次梁螺栓连接节点抗弯性能研究[J]. 建筑结构 2016(S1)
    • [12].梁柱T形钢连接节点力学性能及加强方式研究[J]. 建筑结构 2015(03)
    • [13].纤维增强材料绑扎胶结复合连接节点及其力学性能的研究[J]. 工业建筑 2013(06)
    • [14].梁—墙平面内偏心连接节点梁纵筋锚固性能分析[J]. 四川建筑科学研究 2012(01)
    • [15].对钢结构连接节点的探讨[J]. 科技与创新 2016(06)
    • [16].轻钢套筒连接节点的性能研究[J]. 结构工程师 2020(05)
    • [17].新型钢结构梁柱连接节点力学性能分析[J]. 大众标准化 2020(16)
    • [18].模块连接节点分析设计及其剪切性能试验研究[J]. 天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2019(S2)
    • [19].装配式钢结构梁柱连接节点研究进展[J]. 钢结构(中英文) 2019(11)
    • [20].半刚性T型连接节点有限元分析[J]. 安徽建筑 2020(11)
    • [21].梁柱栓焊连接节点的有限元分析模型研究[J]. 机械制造 2012(07)
    • [22].高层钢结构连接节点设计[J]. 科技信息 2011(11)
    • [23].新增钢梁与混凝土结构连接节点的有限元分析[J]. 工业建筑 2009(07)
    • [24].钢梁与混凝土连接节点加固方案研究[J]. 青岛理工大学学报 2019(06)
    • [25].梁柱干法连接节点力学性能研究综述[J]. 四川建材 2020(06)
    • [26].格构式钢柱复杂连接节点应力分析[J]. 低温建筑技术 2018(11)
    • [27].一种新型装配式钢结构外挂墙板连接节点的受力性能分析和设计方法[J]. 建筑结构 2017(10)
    • [28].手柄连接节点的力学性能试验研究[J]. 福建建筑 2017(04)
    • [29].“工业化建筑连接节点质量检测技术”工作会在苏州召开[J]. 墙材革新与建筑节能 2017(09)
    • [30].不锈钢螺栓连接节点研究现状简述[J]. 山西建筑 2016(21)

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

    建筑钢结构粘结连接节点的试验研究与有限元分析
    下载Doc文档

    猜你喜欢