梁腹板开孔钢框架组合节点静力性能研究

摘要

随着我国经济建设日新月异的发展，钢结构建筑得到越来越广泛的应用。在现代高层建筑钢结构中，通常将钢框架结构与钢筋混凝土楼板结合起来。在外力作用下，由于钢框架结构和混凝土楼板往往共同工作，因此，其力学性能也将变得更复杂。
　　节点是建筑结构中的重要连接部位，钢框架梁柱刚性连接在高层钢结构建筑中也是很常见的一种节点连接方式。然而刚性节点在地震中很容易出现脆性破坏，对结构安全很不利。为体现“强节点弱构件”的抗震思想，在腹板上开孔的设计思路由此孕育而生。同时，腹板开孔具有便于管线及设备的通过、降低层高、节约空间及降低成本等优势，因此，对腹板开孔钢框架组合节点的研究就具有很大的实际意义。
　　本文主要研究腹板开孔组合节点在对称竖向荷载作用下的静力工作性能，主要内容如下：
　　1）简要介绍了有限元的一般原理和组合节点的非线性有限元方法，建立了腹板开孔组合节点的ANSYS有限元模型。
　　2）通过对比纯钢节点及组合节点力学性能，研究了混凝土楼板的组合效应对节点的力学性能影响规律。分析了腹板开孔组合节点在不同楼板厚度、配筋率及钢材强度下的力学性能，总结了相关参数对腹板开孔组合节点的影响规律。
　　3）通过对腹板开孔组合节点在竖向位移作用下的计算分析，总结了开孔形状、开孔位置、开孔率、钢梁截面高度等因素对腹板开孔型组合节点力学性能的影响规律。
　　4）分析对比了腹板开孔组合节点在不同开孔率和不同开孔位置下的塑性发展过程和塑性铰的位置，总结了组合节点塑性铰位置的变化规律。同时，通过分析腹板开方孔型组合节点梁截面上的应力、应变分布规律，揭示了腹板开孔组合节点塑性铰外移的微观原因。

目录

梁腹板开孔钢框架组合节点 静力性能研究

STATIC PERFORMANCE OF COMPOSITE JOINTS OF STEEL FRAME WITH BEAM WEB OPENINGS

摘要

Abstract

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 腹板开孔钢结构组合节点的规范要求及特点

1.3 国内外研究现状

1.4 本论文的主要研究内容

第2章 组合效应对腹板开孔组合节点影响的参数分析

2.1 组合节点的有限元建模

2.2 “标准试件”模型参数和构件尺寸的确定

2.3 楼 板对组合节点的影响

2.4 混凝土楼板厚度对腹板开孔组合节点的影响

2.5 混凝土楼板配筋率对腹板开孔组合节点的影响

2.6 钢材强度对腹板开孔组合节点的影响

2.7 本章小结

第3章 腹板开孔削弱型组合节点力学性能研究

3.1 概述

3.2 腹板开圆孔组合节点力学性能研究

3.3 腹板开矩形孔组合节点力学性能研究

3.4 腹板开孔形状对组合节点力学性能的影响

3.5 梁截面高度对腹板开孔组合节点力学性能的影响

3.6 本章小结

第4章 腹板开孔组合节点的应力分布研究

4.1 腹板开孔形式对组合节点塑性铰位置的影响

4.2 楼板对腹板开方孔组合节点塑性发展的影响

4.3 腹板开孔组合节点的应力分析

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

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