T型方钢管节点经内置板加劲后的滞回性能研究

摘要

钢管结构由于其自身优美的外观和良好的塑性、较高的强度，越来越受到国内外建筑师的青睐，焊接技术的提高促使焊接相贯方钢管节点广泛的使用，但方钢管(RHS)自身空心薄壁的特点，使其径向刚度远远小于轴向刚度。在焊接相贯方钢管节点中，支管一般承受轴向荷载，支管在主支管相交处把力传递给主管，往往造成主支管交界处主管上翼缘的局部屈曲或屈服破坏，而在往复荷载作用下，上翼缘局部屈曲或屈服更加明显，不利于整个结构的抗震。
　　为了改善相贯方钢管节点的受力性能，提高方钢管的径向刚度，用内置加劲板的方式对方钢管进行加强，为了研究加强后的效果，本文采用试验和数值模拟相结合的研究方法，首先设计三个缩尺的T型焊接方钢管相贯节点，随后建立三个对应的有限元模型，把实验和数值模拟结果进行对比，发现二者的变形现象吻合，验证了有限元模型建模、边界条件、加载方式的准确性。
　　建立20个T型相贯方钢管节点有限元模型，按照β值不同分为两大组，研究β值对加劲结果的影响;每个大组又各分为3个小组，每个小组中内隔板取不同的厚度和开孔尺寸，以得到加劲效果最为理想的内隔板尺寸。
　　由构件的骨架曲线和滞回曲线可知，经过内隔板加劲后的构件其延性和耗能能力得到了提高，更有利于结构的抗震。加劲后的构件破坏模式发生了改变，原来发生在主支管交界处的局部屈曲转移到主支管交界处之外的一段距离处，另外主管的腹板和主管的下翼缘出现了明显的鼓曲。结果显示β（支管和主管的宽度比）值较大时(0.6)，内置板加劲的效果明显，加劲后的抗震耗能性能较理想。论文对不同β值下内隔板的厚度和开孔尺寸进行了分析，并对相关尺寸取值提出了建议，对类似结构的设计有一定的借鉴意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 钢管结构简述

1．2 相贯节点简述

1．3 相贯节点的研究方法

1．4 相贯节点的研究现状及进展

1．5 本文研究工作

2 T型相贯节点数值模型的建立

2．1 ANSYS

2．2 分析模型的相关假定

2．3 建立几何模型

2．4 网格划分

2．5 边界条件和加载方式

2．6 本章小结

3 T型方钢管节点滞回性能试验和数值模拟的对比分析

3．1 试验内容

3．2 试验现象和数值模拟现象的对比分析

3．3 本章小结

4 T型方钢管相贯节点的非线性有限元分析

4．1 内隔板加劲T型方钢管模型的建立

4．2 T1组内隔板加劲T型方钢管模拟结果的分析

4．3 T2组内隔板加劲T型方钢管模拟结果的分析

4．4 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

攻读硕士期间发表的论文及科研项目

参考文献