蜂窝式钢框架梁柱节点静力性能分析

摘要

蜂窝构件是将H型钢或工字型钢沿腹板上一定的折线或圆弧线切割成的两部分错位焊接后，所形成的腹板有孔洞的钢结构构件，也可以在型钢的腹板上按一定要求直接打孔所形成的钢结构构件。在我国，蜂窝构件多用于跨度较大的受弯构件，既节约钢材，又便于穿越管线，在多高层结构中还可以降低楼层高度。 蜂窝构件用于框架结构的梁和柱形成蜂窝式钢框架结构，将拓展蜂窝构件的应用。蜂窝式钢框架结构早在二十世纪六十年代，欧洲一些国家及日本等国家的多高层钢结构中得到较多应用，并有相应的设计规范和工程建设标准。近几年，我国在轻型门式刚架钢结构中应用了蜂窝构件，取得了良好的社会效益和经济效益。为推广蜂窝式钢框架结构的应用，应对蜂窝式钢框架结构的关键技术进行广泛和深入的研究，为制定相应的设计标准及工程应用提供参考及依据。 本文从实际应用出发，针对蜂窝式钢框架节点，以实验研究为基础，利用有限元分析软件ANSYS建立节点的计算模型，并进行静力性能分析。研究中，考虑了不同孔型的蜂窝框架节点在扩高比一定的情况下，通过改变蜂窝节点的控制参数，获得良好的工作性能。主要工作如下： 论述和分析了国内外蜂窝构件的特点和研究应用成果，指出存在的不足，确定研究内容和方法。 以蜂窝框架节点的实验研究为基础，利用有限元分析软件ANSYS建立了六边形钢框架蜂窝节点的有限元模型，通过有限元计算与钢框架梁柱节点静力试验从破坏形式、荷载-位移曲线的对比，模拟结果与试验结果基本吻合，验证了有限元计算模型的有效性。 分析了梁腹板分别为六边形、圆形以及正方形的蜂窝式框架节点的控制参数对节点静力性能的影响，得出了不同孔型的蜂窝式钢框架节点控制参数的合理取值范围。对不同孔型蜂窝式钢框架节点进行了承载能力分析，建立了强度计算公式，为深入研究蜂窝钢框架节点的性能建立了基础，并为工程应用提供参考。 最后总结了本文的研究成果得到了重要结论，并提出了蜂窝式钢框架节点需要进一步研究的主要内容。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 蜂窝式钢框架有限元建模

第三章 影响蜂窝框架节点性能的主要参数

第四章 钢框架蜂窝节点的强度分析

第五章 结论与展望

参考文献

作者简介、作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢