钢管柱与钢梁加强环节点受力性能研究

论文摘要

钢梁与钢管柱加强环式节点是在高层及超高层建筑钢结构中采用的一种新型刚性连接节点形式,该连接节点的传力路径明确、节点刚度大、承载力高,能够实现“强柱、弱梁、节点更强”的设计原则。加强环节点的力学性能优越,用于钢梁与钢管柱的连接接头中施工方便,是一种综合性能较好的节点。在实际施工过程中,既要满足节点的强度条件,也要满足构造上的刚度条件,加之焊接应力的影响,因而在节点区域必然会存在较大的应力集中及分布不均匀现象,节点的抗震性能也会变弱。因此,对钢梁与钢管柱加强环式连接节点的应力分布、应力集中等受力性能以及抗震性能研究就显得尤为重要。本文对加强环节点的应用背景、研究现状等进行了论述,通过对青岛开发区国贸中心梁柱连接采用加强环节点的受力性能建立有限元计算模型,进行了有限元数值分析,分别对圆环式加强环节点、圆弧过渡式加强环节点在荷载作用下的受力性能进行了研究。研究了这两种节点的力学性能包括应力分布形式、破坏特征等,并对节点的抗震性能进行了评价。通过对两种加强环节点受力性能的对比分析,为梁柱加强环节点的工程设计提供了参考依据。针对圆弧过渡式加强环选取不同厚度情况下的受力性能进行了研究,通过研究得到了环板厚度的改变对节点应力分布、抗震性能的影响关系;针对圆弧过渡式加强环选取不同半径情况下的受力性能进行了研究,通过研究得到了圆弧半径的改变对节点应力分布、抗震性能的影响关系。本论文的研究结果可以为我国高层及超高层建筑梁柱加强环节点的工程应用提供理论分析依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的研究方法
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 加强环节点有限元分析的基础
• 2.1 加强环板式节点设计方法
• 2.2 非线性有限元分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 钢梁与钢管柱连接加强环节点有限元分析
• 3.1 圆环式加强环节点的非线性有限元分析
• 3.1.1 加强环节点的参数设置
• 3.1.2 有限元分析建模
• 3.1.3 计算结果及分析
• 3.2 圆弧过渡式加强环节点的非线性有限元分析
• 3.2.1 计算结果及分析
• 3.3 两种加强环节点受力性能的对比分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 加强环参数的改变对节点力学性能的影响
• 4.1 概述
• 4.2 加强环厚度的改变对节点力学性能的影响
• 4.2.1 改变加强环节点厚度的非线性有限元分析
• 4.2.2 对比分析
• 4.3 加强环环板半径的改变对节点力学性能的影响
• 4.3.1 改变加强环节点半径的非线性有限元分析
• 4.3.2 对比分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文、参加科研工作
• 致谢