论文摘要
梁柱连接节点对于多高层建筑结构至关重要，为抵抗风荷载和地震荷载，以往的钢框架节点大都设计成刚性节点形式。然而在美国北岭地震和日本阪神地震中，传统的刚性节点发生了脆性断裂，梁并未出现明显的塑性变形，没有达到预期的抗震设计要求。这促使研究者们寻找新的节点形式来改善钢框架的抗震性能。狗骨节点是最近研究较多的一种梁柱连接节点形式。它的设计思想是：通过人为合理的削弱梁翼缘截面，使该截面在地震力来的时候最先屈服，并最终在该截面形成塑性铰，从而避开节点处脆弱的焊缝，达到保护节点的目的。本文在已有研究资料的基础上，运用ANSYS数值模拟软件对钢框架梁柱狗骨节点进行有限元分析，分析荷载作用下狗骨节点的应力分布变化情况，同时，通过ANSYS中的疲劳计算功能，对不同应力幅下狗骨节点的疲劳性能进行分析比较，考察狗骨节点对低周和高周疲劳的贡献。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究背景1.2 研究状况回顾1.3 本文研究目的及意义1.4 文章内容安排第二章 狗骨式节点研究概述2.1 震后梁柱连接节点的研究2.1.1 塑性铰外移方案2.1.2 塑性铰外移的基本形式2.2 狗骨式节点设计2.2.1 狗骨式节点形式2.2.2 圆弧型狗骨节点的设计2.2.2.1 节点设计参数2.2.2.2 梁截面弯剪共同作用理论2.2.2.3 削弱截面的弯剪控制设计2.2.3 FEMA对圆弧型狗骨节点设计尺寸的推荐2.3 梁柱连接狗骨式节点的优势2.4 梁柱连接狗骨式节点的研究趋势第三章 疲劳理论3.1 疲劳概述3.1.1 疲劳概念3.1.2 疲劳破坏特征及过程3.1.3 影响疲劳强度的因素3.1.3.1 应力集中的影响3.1.3.2 尺寸的影响3.1.3.3 表面状态的影响3.1.3.4 载荷的影响3.2 金属材料的疲劳3.2.1 疲劳应力与持久极限3.2.2 疲劳寿命曲线3.2.2.1 应力—寿命曲线3.2.2.2 应变—寿命曲线3.2.3 平均应力和平均应变的影响3.3 疲劳分析相关理论介绍3.3.1 疲劳累积损伤理论3.3.2 疲劳计数法3.4 疲劳分析3.4.1 结构疲劳强度设计的一般程序3.4.2 裂缝形成寿命的估算第四章 狗骨式节点受力性能的数值分析4.1 ANSYS数值模拟概述4.1.1 ANSYS概述4.1.2 有限元法原理4.1.2.1 有限元法的基本思想4.1.2.2 有限元法的基本步骤4.2 狗骨式节点的静力性能分析4.2.1 有限元模型单元属性的选择4.2.2 材料属性的定义4.2.3 几何模型的建立4.2.3.1 模型尺寸4.2.3.2 在ANSYS中建立模型4.2.4 有限单元网格划分4.2.5 约束模型4.2.6 静力加载4.2.7 静力结果4.2.7.1 应力云图4.2.7.2 应力曲线图4.2.7.3 梁端160KN与170KN力作用下节点塑性应变图4.2.7.4 静力结果分析4.3 狗骨式节点的疲劳分析4.3.1 ANSYS疲劳分析功能介绍4.3.1.1 疲劳问题分析原理4.3.1.2 ANSYS疲劳分析步骤4.3.2 高周疲劳分析过程4.3.2.1 定义位置、事件和载荷的最大数目4.3.2.2 输入材料疲劳性质4.3.2.3 指定应力位置4.3.2.4 存储应力4.3.2.5 设定事件重复次数4.3.2.6 激活疲劳计算4.3.3 低周疲劳分析设计4.3.4 疲劳结果4.3.4.1 高周疲劳结果4.3.4.2 低周疲劳结果4.3.4.3 狗骨式节点对高、低周疲劳性能的影响分析第五章 结束语5.1 本文主要研究工作及创新5.1.1 本文的研究工作及成果5.1.2 本文的创新点5.2 本文的不足与研究展望5.2.1 本文的不足之处5.2.2 研究展望参考文献
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