树状柱钢框架中梁柱连接节点加强的滞回性能

摘要

带悬臂梁段高强螺栓拼接的刚性钢框架梁柱连接具有工厂焊接,工地高强螺栓拼接的综合优势,具有较好的耗能能力、塑性转动能力等优点,但1994年的北岭地震和1995年的阪神地震中梁柱连接发生了大量的脆性破坏。因此,对这种连接形式在循环荷载作用下的响应和破坏机理进行分析,提出节点加强的建议和对策,不仅具有重要的理论意义,更有重大的工程价值。 本文在考虑材料、几何和状态三重非线性的基础上,对该连接形式进行了全面的计算机模拟,主要考虑了无加强梁柱连接节点与节点域加厚梁柱连接节点的比较；梁腹板开孔梁柱连接节点和不开孔梁柱连接节点的比较；各种长度形式变截面梁柱连接节点的比较；各种宽度变截面梁柱连接节点的比较；得出了一系列重要的结论。 结果表明：梁柱节点域和翼缘根部存在高应力集中区,需要加强；无加强梁柱连接的塑性转角约为0.024rad;各种加强梁柱连接的塑性转角范围为0.041-0.051rad;通过在梁上下翼缘加宽可以明显地将塑性铰外移,能够真正做到“强节点弱构件”,在很大程度上改善结构的抗震性能。对钢框架梁柱节点采用这种节点形式既经济又合理。

目录

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第一章绪论

1.1选题背景

1.2钢框架梁柱连接概述

1.3节点常用设计方法

1.3.1梁柱刚性连接的设计方法

1.3.2梁拼接的设计方法

1.3.3梁的高强螺栓拼接设计方法

1.4北岭地震和阪神地震的破坏形式

1.5震后世界各国对钢框架梁柱连接的研究

1.6本文的工作

1.6.1前人研究的不足之处

1.6.2研究手段、目的和内容

1.7本章小结

第二章树状柱钢框架梁柱连接的有限元理论及程序

2.1三维三重非线性有限元的理论基础

2.1.1非线性问题算法

2.1.2 Von Mises屈服准则

2.1.2流动法则

2.1.3强化法则

2.1.4接触有限元

2.1.5接触问题的有限元算法

2.2有限元程序

2.2.1 ANSYS程序简介

2.2.2 ANSYS有限元模拟基本过程

2.3程序的验证

2.4本章小结

第三章树状柱钢框架梁柱连接的有限元模拟

3.1试件设计

3.1.1 BASE试件

3.1.2对照试件

3.2计算结果分析

3.2.1滞回曲线

3.2.2梁端塑性转角

3.2.3 BASE试件

3.2.4非线形有限元分析结果(试件一)

3.2.5非线形有限元分析结果(试件二)

3.2.6非线形有限元分析结果(试件三)

3.2.7非线形有限元分析结果(试件四)

3.2.8非线形有限元分析结果(试件五)

3.2.9非线形有限元分析结果(试件六)

3.2.10非线形有限元分析结果(试件七)

3.2.11非线形有限元分析结果(试件八)

3.3本章小结

第四章结论与展望

4.1主要研究成果及结论

4.2进一步研究工作

参考文献

致谢

作者简历

攻读硕士学位期间论文发表情况