柱壁加强型方钢管柱-H型钢梁节点的滞回性能研究

摘要

钢结构住宅产业化一直是近年来关注的重点，在实施时提高建设效率显得尤为重要。目前钢结构中应用的主要节点形式包括:内隔板式节点、隔板贯通式节点以及外环板式节点，在制作工艺和效率上，此类节点较为复杂。在掌握和借鉴相关的研究成果的基础上，并结合实际生产作业中存在的问题，本文提出柱壁加强型方钢管柱-H型钢梁节点，并通过对节点进行拟静力试验和有限元分析，研究柱壁加强型节点的抗震性能和受力机理，研究工作总结如下:
　　对九个柱壁加强型节点试件进行拟静力试验，考虑的变量包括:轴压比、柱壁壁厚、柱截面尺寸以及构造加劲。通过在试验中对节点试件的试验现象进行详细的观察，并做记录，分析其破坏模式;结合试验所得到的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线以及节点核心区剪切角曲线等，分析试验所考虑的变量对柱壁加强型节点的承载力、延性、刚度以及耗能能力等抗震性能的影响;对节点区域所布置的应变片得到的数据进行分析，得到节点域受力机理以及验证柱壁加强区域高度的可行性。
　　根据分析得到的受力机理等结果，对梁柱连接方式的承载力进行理论推导。在对柱壁承载力进行分析时，分别考虑了柱壁加厚和加劲两种形式，运用塑性铰理论以及虚功原理，得到柱壁局部受拉承载力公式，并将运用理论公式所得到的计算结果与试验结果进行对比。
　　运用有限元软件ABAQUS建立两个标准节点的有限元模型，将有限元计算所得的试验现象、滞回曲线、骨架曲线以及承载能力与试验结果进行对比验证模型的准确性。在有限元模型的基础上进行参数化分析，以得出变量对节点承载力影响的程度。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 方钢管柱与H型钢梁节点研究现状

1．2．1 国内方钢管柱与H型钢梁节点研究现状

1．2．2 国外方钢管柱与H型钢梁节点研究现状

1．3 柱壁加强型方钢管柱—H型钢梁节点

1．4 本文工作内容

第二章 柱壁加强型方钢管柱—H型钢梁节点的拟静力试验

2．1 前言

2．2 试件设计与制作

2．2．1 试件设计

2．2．2 试件加工

2．3 材性试验

2．4 加载方案

2．4．1 加载装置

2．4．2 加载制度

2．4．3 量测内容与方案

2．4．4 试验数据采集

2．5 本章小结

第三章 柱壁加强型方钢管柱—H型钢梁节点的试验分析

3．1 概述

3．2 试验现象与破坏形态

3．2．1 试件JRSC-1的破坏过程

3．2．2 试件JRSC-2的破坏过程

3．2．3 试件JRSC-3的破坏过程

3．2．4 试件JRSC-4的破坏过程

3．2．5 试件JRSC-5的破坏过程

3．2．6 试件JRSC-6的破坏过程

3．2．7 试件JRSC-7的破坏过程

3．2．8 试件JRSC-8的破坏过程

3．2．9 试件JRSC-9的破坏过程

3．3 柱壁加强型节点的滞回性能分析

3．3．1 柱壁加强型节点的滞回曲线

3．3．2 柱壁加强型节点的骨架曲线与延性

3．3．3 柱壁加强型节点的刚度退化

3．3．4 柱壁加强型节点的能量耗散

3．3．5 柱壁加强型节点核心区剪切变形情况对比

3．4 柱壁加强型节点的应变分析

3．4．1 梁应变分析

3．4．2 柱应变分析

3．5 柱壁加强型节点的承载力分析

3．5．1 梁柱连接承载能力

3．5．2 节点抗弯屈服承载力

3．5．3 节点抗剪承载力

3．6 本章小结

第四章 柱壁加强型方钢管柱—H型钢梁节点的有限元分析

4．1 前言

4．2 有限元模拟

4．2．1 基本假定

4．2．2 钢材材料模型

4．2．3 网格划分

4．2．4 相互作用及边界条件

4．2．5 加载制度

4．3 有限元分析结果和试验结果对比分析

4．3．1 有限元现象和试验现象

4．3．2 滞回曲线

4．3．3 骨架曲线

4．3．4 承载能力

4．4 节点参数化分析

4．4．1 轴压比

4．4．2 柱翼缘厚度

4．4．3 柱腹板厚度

4．5 柱拼接位置验证

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况