方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点抗震性能分析

摘要

钢结构建筑以其轻质高强、施工迅速、抗震性能好、对环境污染较小等优势近年来在我国迅速兴起。梁柱节点是钢框架中联系水平受力构件和竖向受力构件的关键部位，节点性能的好坏关系到整个结构的承载能力和抗震性能。传统栓焊混合连接的隔板贯通式节点的钢梁与隔板焊接处不易进行超声波检查，下翼缘的焊缝易存在焊接质量隐患从而出现裂缝。针对可能出现的焊接缺陷，本文提出了方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点，采用高强螺栓将贯通隔板与梁翼缘栓接。本文在以往研究的基础上对方钢管柱-H型钢梁全螺栓隔板贯通节点进行有限元模拟，并对其抗震性能做出分析评价，为结构设计提供参考依据。
　　本文采用ANSYS有限元软件，对方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通节点做竖向位移的单调、循环加载。保证其他设计参数不变的条件下，仅考虑贯通隔板厚度、隔板外伸长度及连接板厚度的变化对节点的承载力、延性及耗能能力等抗震性能指标的影响。研究显示：各试件的位移延性系数均大于4，全螺栓连接隔板贯通节点表现出较强的延性，低周反复荷载作用下的等效粘滞阻尼系数在0.27～0.48之间表明各节点抗震耗能性能良好；各节点均能充分利用钢材的材料特性，在外伸隔板根部、隔板与梁螺栓连接区域应力较大，塑性铰出现在钢梁翼缘最外端处，实现塑性铰外移满足设计要求的“强节点，弱构件”；建议隔板厚度与梁翼缘厚度相同或者大一级以保证节点的传力可靠；受到建筑物空间限制，建议贯通隔板伸出长度控制在30mm到80mm之间；连接板的厚度对节点受力性能影响较小，建议比钢梁腹板厚2mm到4mm。

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第1章 绪 论

1.1选题背景

1.2 钢框架梁柱节点类型

1.3 全螺栓连接隔板贯通式节点的特点

1.4 国内外研究现状

1.5 本文的研究工作

第2章 有限元基础理论

2.1有限元法

2.2 有限元分析理论

2.3 ANSYS计算软件的选用

2.4材料的本构关系

2.5节点单元的选择及其性质

2.6网格划分

2.7模型的加载控制

2.8求解设定

2.9本章小结

第3章 方钢管柱-H型钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点有限元分析

3.1方钢管柱-H型钢梁连接节点设计

3.2节点有限元模型的建立

3.3节点域的有限元分析

3.4抗震性能指标分析

3.5本章小结

第4章 影响方钢管柱-钢梁全螺栓连接隔板贯通式节点受力性能的参数分析

4.1概述

4.2隔板厚度对节点受力性能的影响

4.3隔板外伸长度对节点受力性能的影响

4.4连接板厚度对节点受力性能的影响

4.5抗震性能指标分析及评价

4.6本章小结

第5章 结论及展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果