钢管混凝土柱-钢梁节点刚度及其对框架性能的影响研究

论文题目: 钢管混凝土柱-钢梁节点刚度及其对框架性能的影响研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 结构工程

作者: 陈曦

导师: 王湛

关键词: 钢管混凝土柱节点,有限元分析程序,结点刚性域,连接柔性,节点域要素

文献来源: 汕头大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着钢管混凝土结构的广泛使用,钢管混凝土节点的设计问题也越来越受到关注。目前国内对钢管混凝土节点所作的研究,大多数都是针对具体形式的节点的承载力研究,很少探讨钢管混凝土节点的刚度问题。实际上,节点约束刚度对整体结构性能的影响是不容忽视的。本文作为国家自然基金课题《钢管混凝土框架节点约束刚度的研究》的一个子项,总结课题前期对于单个节点的研究成果,并在此基础上进而研究钢管混凝土框架节点的刚度及其对框架性能的影响。借助有限元分析软件ANSYS建立框架的实体模型并进行受力分析;进行2榀钢管混凝土框架实验,利用试验结果对有限元模型进行校核;在框架杆件分析中考虑连接柔性及结点刚性域,使分析结果比传统的结构力学简化模型更接近实际;在有限元节点模型中,改变节点细部尺寸,分析节点域各要素对连接性能的影响规律,建立包含各影响要素的通用的M-θ模型,可供实际工程的节点设计和框架分析参考;改变框架中的节点域要素,探讨了连接柔性及柔性程度不同对框架性能的影响。

论文目录:

摘要

ABTRACT

第一章绪论

1．1 研究背景

1．1．1 钢管混凝土结构的特点

1．1．2 钢管混凝土柱节点的应用与形式简介

1．1．3 钢管混凝土柱节点的研究概状

1．2 问题的提出和选题的意义

1．3 本课题前期研究成果的介绍

1．4 本文的研究内容及研究特色

第二章钢管混凝土柱框架节点的有限元分析

2．1 前言

2．2 ANSYS软件简介

2．3 材料的本构关系

2．3．1 钢材的本构关系

2．3．2 混凝土的本构关系

2．4 单元的选型

2．5 模型的建立与加载求解

2．6 结果分析

2．6．1 框架的应力分布和总体变形

2．6．2 节点区梁截面的应变分析

2．6．3 节点区梁翼缘的纵向应变变化分析

2．6．4 钢管应力分析

2．6．5 框架的P-△曲线分析

2．7 本章小结

第三章钢管混凝土柱框架节点的实验研究

3．1 前言

3．2 试验方案

3．2．1 试件设计与制作

3．2．2 加载方法与实验装置

3．2．3 量测内容及测点布置

3．3 试验结果分析与对比

3．3．1 节点区梁截面的纵向应变分布

3．3．2 节点区梁上、下翼缘的纵向应变变化

3．3．3 加强环板的应力分析

3．3．4 节点区柱端钢管的应力分析

3．3．5 节点区核心区的剪切变形分析

3．3．6 框架的水平荷载—侧移曲线

3．4 本章小结

第四章考虑连接柔性及结点刚性域的框架分析

4．1 前言

4．2 梁柱连接刚度的研究

4．3 框架杆件模型的有限元分析

4．3．1 单元的选型

4．3．2 模型的建立与加载求解

4．3．3 框架的荷载—侧移曲线分析与比较

4．4 本章小结

第五章节点域各要素对结构性能的影响规律研究

5．1 前言

5．2 节点域各参数对梁柱连接性能的影响规律研究

5．2．1 节点域各参数对连接性能的影响

5．2．2 M-θ公式的拟合

5．3 节点域各要素对框架性能的影响

5．4 本章小结

第六章结论与展望

6．1 结论

6．2 进一步的研究与展望

参考文献

致谢

发布时间: 2005-09-30

参考文献

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