双腹板角钢半刚性节点滞回性能的研究

论文摘要

钢框架是多、高层建筑钢结构的常用结构体系,梁柱节点是钢框架中的关键连接部分,连接性能直接影响框架结构在荷载作用,尤其是动力荷载作用下的整体行为。在目前钢框架的分析和设计中,常将框架的梁柱连接假设成为完全的刚接或理想的铰接。虽然对连接性能的这种理想化假设简化了钢框架的分析和设计工作,但由于造价和施工的原因,实际结构的节点却很难达到上述两种情况,因此采用理想的连接模型在很多情况下是不合理的,有时甚至会得到错误的结果。大量的试验证明,在荷载作用下,钢框架的实际梁柱连接性能总是介于理想的刚接和铰接之间,即半刚性的连接。因此,为了合理正确地预测钢框架的实际受力性能,应在钢框架的分析和设计中考虑半刚性连接的影响。 本文主要研究两类双腹板角钢半刚性节点在低周反复荷载作用下的滞回性能。这两类双腹板角钢半刚性节点为:第一类是角钢一侧与柱翼缘采用螺栓连接,而角钢另一侧与梁腹板采用焊接连接;第二类是角钢与柱翼缘及梁腹板都采用螺栓连接。每类半刚性节点都分别选用几组不同的试件尺寸。对这两类半刚性节点采用相同的循环加载方式,即都用位移加载控制,从而得出所有试件的弯矩—转角滞回曲线和其破坏模式,并和已有的试验结果进行了对比分析,以便能从中得出一些有价值的结论。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 钢框架梁柱连接分类及半刚性节点概述
• 1.2.1 梁柱连接
• 1.2.2 半刚性节点概述
• 1.3 半刚性连接的分类方法
• 1.4 本文研究的目的及其意义
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 半刚性节点非线性分析的理论基础
• 2.1 基本假定
• 2.2 半刚性连接的初始刚度
• 2.3 非线性问题分类
• 2.3.1 相关概念
• 2.3.2 几何非线性
• 2.3.3 材料非线性
• 2.3.3.1 屈服准则
• 2.3.3.2 流动准则
• 2.3.3.3 强化准则
• 2.4 非线性分析的有限元计算理论
• 2.4.1 荷载增量步控制
• 2.4.2 收敛准则
• 2.4.3 加强收敛性的方法
• 第三章 有限元建模
• 3.1 有限元方法的引进及特点
• 3.1.1 有限元方法简介
• 3.1.2 有限元方法的优点
• 3.1.3 有限元法分析问题的基本步骤
• 3.2 ANSYS分析软件概要
• 3.3 选取单元类型
• 3.4 计算模型的建立
• 3.4.1 单元划分方法
• 3.4.2 有限元网格密度
• 3.4.3 有限元模型的创建
• 3.5 材料模型
• 第四章 双腹板角钢半刚性连接的有限元分析
• 4.1 材料的应力——应变关系
• 4.2 双腹板角钢半刚性连接的循环加载有限元分析
• 4.2.1 第一类双腹板角钢半刚性连接的构件尺寸
• 4.2.2 循环加载方案
• 4.2.3 有限元分析结果
• 4.2.4 第一类双腹板角钢半刚性连接构件的有限元分析结果与试验数据的对比
• 4.2.5 第二类双腹板角钢半刚性连接的构件尺寸
• 4.2.6 第二类双腹板角钢半刚性连接构件的有限元分析结果与试验数据的对比
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献