梁端加盖板节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接单调荷载试验研究

摘要

目前关于工字形柱弱轴方向连接研究较少,且已有研究表明传统弱轴连接节点存在较多问题,我国现行规范对弱轴连接节点也缺乏实质性的指导。针对这些问题,长安大学卢林枫副教授发明了一种节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接形式,旨在改善工字形柱弱轴连接节点的受力性能,为弱轴连接节点的研究、应用及规范的编写提供参考数据。
　　本文对四个足尺模型试件进行了单调加载试验,其中两个为未经加强的标准新型弱轴连接节点及其相应的加楼板连接节点,另两个为经盖板加强的新型弱轴连接节点及其相应的加楼板连接节点。通过对四个试件的单调加载试验研究,测得了节点域、蒙皮板、梁翼缘及腹板的应力分布情况,考察了该类型连接节点的初始转动刚度、屈服荷载、极限荷载、最大塑性转角、延性性能等基本力学性能及其综合分类。对这些基本力学性能进行分析和对比后主要有如下规律:
　　1.新型节点域加强型弱轴连接节点形成的局部箱形截面可以改善节点域的力学性能,整个加载过程中节点域始终处于弹性状态,具有强节点域的特点,有效地解决了弱轴方向节点域较弱的问题;
　　2.梁端经盖板加强后可以提高试件的屈服承载力20％以上,且延性系数均不小于4,满足规范要求。盖板的使用可以有效控制塑性铰出现在预定的位置;
　　3.带楼板组合边节点的研究表明,组合楼板对节点的承载力和延性的影响较小,本文设计的楼板钢筋锚固不充分,不能进行有效的传力;
　　4.四个试件按照节点综合分类标准进行分类后可知,无侧移框架中,均属于刚性-超强连接,而在有侧移框架中属于半刚性-超强连接;
　　5.通过应变片的测量,上翼缘与柱连接处沿梁宽方向的应力分布呈现“中间小,两边大”的形式;
　　6.蒙皮板上与梁连接处周围的应力相对较大,应采取必要措施保证蒙皮板的强度。
　　最后,本文给出了试验过程中存在的不足,并给出相应的参考建议。对本文内容的后续研究进行了展望,给出了后续研究的内容及方向。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2弱轴连接研究现状

1.3梁端加盖板新型工字形柱弱轴连接的提出

1.4盖板加强型节点的研究现状

1.5组合节点研究现状

1.6目前研究不足之处

1.7 本文主要研究内容

第二章 节点试件设计及盖板尺寸确定

2.1概述

2.2相关规定

2.3模型设计

2.4标准型节点验算

2.5盖板尺寸的确定

2.6楼板尺寸的确定

2.7有限元试算

2.8本章小结

第三章 试验方案及试验现象

3.1概述

3.2试验目的

3.3材性试验

3.4试验加载装置和加载方案

3.5测量内容与数据采集

3.6试验现象

3.7本章小结

第四章 试验数据分析

4.1 关键位置的应力应变分布

4.2τ-γ曲线

4.3 荷载-位移曲线

4.4 弯矩-转角曲线

4.5 延性

4.6 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢