带悬臂梁段拼接的梁柱连接在循环荷载作用下的破坏机理及抗震设计对策

摘要

为了获得对带悬臂梁段拼接的梁柱连接抗震性能的感性认识,该文首次对这种连接进行了四个试件的循环加载试验,试验侧重于对拼接节点的研究.试验结果表明:螺栓拼接节点的延性远好于梁柱焊缝连接;较弱的拼接节点产生较大的塑性变形;接触面的滑移、螺栓与孔壁的挤压和翼缘拼接板的屈曲都具有良好的耗能能力.然后,该文在考虑材料、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,主要考虑了带悬臂梁段全螺栓拼接的梁柱连接节点与无拼接的梁柱连接及翼缘对接焊接腹板拼接的连接节点的对比,各种设计方法之间的对比,以及翼缘拼接和腹板拼接的螺栓间距、直径和数量,拼接点与梁端之间的距离,梁和柱的翼缘、腹板厚度,柱的轴力,接触面的摩擦系数,翼缘和腹板拼接板的厚度等因素的影响.得出了一系列重要的结论.最后,该文根据试验和有限元研究结果,提出了设计和施工建议.

目录

文摘

英文文摘

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1绪论

1.1课题来源、研究目的和意义

1.2钢框架梁柱连接概述

1.2.1钢框架梁柱连接的形式和分类

1.2.2刚性钢框架梁柱连接的设计方法

1.2.3梁的高强螺栓拼接设计方法

1.2.4采用悬臂梁段高强螺栓拼接的梁柱节点的设计方法

1.3带悬臂梁段拼接的梁柱连接研究现状

1.3.1带悬臂梁段拼接的梁柱连接的试验研究

1.3.2螺栓连接的有限元模拟研究

1.3.3接触有限元的研究

1.4本文的研究内容

1.4.1前人研究的不足之处

1.4.2本文的研究工作

参考文献

2带悬臂梁段拼接的梁柱连接循环加载试验

2.1材性试验

2.2高强螺栓连接的抗滑移系数测定和极限承载能力试验

2.2.1试验过程描述

2.2.2试验结果

2.2.3试验结果分析

2.3带悬臂梁段拼接的梁柱连接节点循环加载试验

2.3.1设计依据

2.3.2试件设计

2.3.3试验方案

2.3.4位移及应变测点布置

2.3.5试验及试验结果

2.3.6试验结果分析

2.3.7试验总结

参考文献

3带悬臂梁段拼接的刚性梁柱连接有限元理论及程序

3.1三维三重非线性有限元的理论基础

3.1.1弹塑性强化本构关系

3.1.2弹塑性大变形的有限元方程

3.1.3接触有限元

3.2有限元程序

3.2.1 ANSYS程序简介

3.2.2 ANSYS有限元模拟基本过程

3.3程序的验证

参考文献

4带悬臂梁段拼接的刚性梁柱连接有限元模拟

4.1试件设计

4.2计算结果分析

4.2.1BASE试件

4.2.2GP系列试件

4.2.3DP系列试件

4.2.4U系列试件

4.2.5UR系列试件

4.2.6PV系列试件

4.2.7BG试件

4.2.8BGR系列试件

4.2.9BD系列试件

4.2.10BDR系列试件

4.2.11FSPT系列试件

4.2.12WSPT系列试件

4.2.13BNF系列试件

4.2.14BNW系列试件

4.2.15BSF系列试件

4.2.16BSW系列试件

4.2.17BFT系列试件

4.2.18BWT系列试件

4.2.19BH系列试件

4.2.20BL系列试件

4.2.21SPD系列试件

4.2.22CFT系列试件

4.2.23CWT系列试件

4.2.24CAC系列试件

4.3总结

参考文献

5抗震设计对策及建议

5.1抗震对策和设计建议

5.2后继工作

致谢

攻读博士学位期间论文发表及科研情况