论文题目: 方钢管混凝土柱住宅结构体系研究及两种新型节点的结构特性分析
论文类型: 硕士论文
论文专业: 结构工程
作者: 王亨
导师: 陈志华
关键词: 外肋环板节点,隔板贯通式节点,方钢管混凝土柱,型钢梁,方钢管混凝土结构体系,静力拉伸试验,拟静力试验,抗震性能
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 方钢管混凝土结构作为一种新型组合结构,具有承载力高、耗能能力强、延性好等特点,且外形规则便于梁柱连接,防火措施简单,施工周期短,因此,在中高层住宅建筑中有较广泛的应用前景。然而,目前制约方钢管混凝土结构推广应用的主要问题在于节点构造方案,因此,开展针对中高层住宅建筑的方钢管混凝土柱钢梁节点研究,探讨合理、有效的节点构造方案,具有十分重要的理论意义和应用价值。为配合方钢管混凝土结构的推广和相关设计规程的推出,本文按铰接、半刚接和刚接三种节点类型总结了目前常用节点的形式及其受力特点,并简要介绍了刚接节点的研究现状。在钢结构住宅常用的六种结构体系中,选定纯框架体系,在对一栋六层钢结构住宅的试设计的基础上提出了两种新型刚接节点-外肋环板节点和隔板贯通式节点,并对其力学性能从理论和试验两个方面进行了研究。本文对外肋环板节点梁翼缘受拉模型的传力机理进行了分析。利用ANSYS有限元分析软件建立了三维非线性有限元计算模型对两种不同形式节点的进行了最优化设计。通过两种节点各十个模型试件的静力拉伸试验,研究了方钢管混凝土柱与钢梁翼缘连接的结构性能。研究结果表明,外肋环板节点和隔板贯通式节点梁翼缘受拉模型具有较高的承载力和良好的延性,在钢管中填充混凝土有利于提高节点的屈服承载力和刚度。本文提出的计算公式较好的预测了节点模型的屈服承载力。为研究外肋环板节点和隔板贯通式节点的抗震性能,本文对六个十字型足尺试件进行了拟静力试验。介绍了各试件的破坏过程及特征,然后根据实测的滞回曲线,对节点的承载力、延性、耗能能力、强度退化、刚度退化等抗震性能指标进行了详细的比较分析。分析结果表明,这两种节点构造措施简单合理,具有较好的抗震性能。通过空钢管试件和填充混凝土试件的对比分析,表明在钢管中填充混凝土有利于改善节点的抗震性能。两种节点相比,隔板贯通式节点的抗震性能优于外肋环板式节点。本文经过试验和分析后认为:外肋环板节点和隔板贯通式节点传力途径可靠、构造简单、因而具有广阔的应用前景。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 方钢管混凝土柱H 钢梁节点的形式
1.3 方钢管混凝土柱H 钢梁刚接节点的研究现状
1.4 新型外肋环板式节点和隔板贯通式节点
1.5 本文的研究内容
第二章 方钢管混凝土柱住宅结构体系及两种新型节点在钢结构住宅中的应用
2.1 设计模型
2.2 方钢管混凝土柱结构体系
2.3 方钢管混凝土异型柱结构体系
2.4 本章小结
第三章 外肋环板节点和隔板贯通式节点承载力理论分析及静力试验试件的优化设计
3.1 概述
3.2 节点模型的选取
3.3 节点受力机理及承载力理论
3.4.静力拉伸试件的优化设计
第四章 外肋环板节点和隔板贯通式节点承载力静力试验研究
4.1 节点静力试验方案
4.2 静力试验现象与结果分析
4.3 试验结果与理论计算结果比较分析
4.4 本章小结
第五章 外肋环板节点和隔板贯通式节点低周反复加载试验方案
5.1 概述
5.2 试验目的
5.3 试件设计
5.4 试件加载设计
5.5 试验量测内容及方法
5.6 本章小结
第六章 外肋环板式节点和隔板贯通式节点 低周反复加载试验试验现象与结果分析
6.1 概述
6.2 试验现象及破坏过程
6.3 节点的抗震性能分析
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 本文结论
7.2 研究展望
参考文献
论文发表及参与科研情况说明
致谢
发布时间: 2007-04-17
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