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外环板式梁柱节点受力机理分析与设计方法

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第1章绪论

1.1引言

1.2课题起因及研究现状

1.3研究思路

第2章圆管柱-H形梁外环板式梁柱节点试验研究

2.1试验设计

2.2试验现象

2.3试验结果曲线

2.4节点的破坏模式

2.5小结

第3章既有试验数值模拟

3.1分析软件与有限元模型

3.2数值计算结果与试验结果的比较

3.3极限状态下的环板Mises应力分布

3.4小结

第4章环板受力性能及承载力计算方法

4.1环板的受力性能和承载力计算方法研究现状

4.2参数分析概况

4.3工况A下的环板受力性能及其塑性承载力

4.4工况B下的环板受力性能及其塑性承载力

4.5工况C下的环板受力性能及其塑性承载力

4.6环板的宽厚比限值

4.7其他工况下的环板塑性承载力

4.8环板的受力性能和传力机理

4.9环板设计方法

4.10小结

第5章节点域承载力计算方法

5.1研究现状

5.2承载力对比

5.3小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果

参考文献

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摘要

圆管柱-H形梁外环板连接节点以其连接方便的优点,广泛应用于钢框架结构中,但国内对此类节点研究并不充分,各类文献对其设计方法的介绍也很有限,国外仅日本建筑学会(AIJ)提供了此类节点详细的设计方法,但其承载力计算公式针对的是平面节点,且包含了不同部位的各种破坏模式,如引入国内,适用性尚待验证。因此,研究此类节点在循环荷载下的受力性能和破坏机理,并提出相应的设计对策,具有明显的现实意义和理论意义。 为更深入的研究此类节点的抗震性能,在第一阶段五个试件拟静力试验的基础上,进行了第二阶段四个试件的拟静力试验。试验考察的主要参数有:节点形式、环板宽度、柱壁厚度、环板与柱壁的连接形式,继而以试验结果为依据,进行了精细的有限元分析和校准,并在此基础上进行参数分析。 试验研究结果表明:圆管柱-H形梁外环板连接节点在循环荷载下的破坏模式有:梁的全截面塑性、节点域剪切屈曲、节点域受剪全塑性、环板的全截面塑性、环板与柱壁连接焊缝断裂、栓焊连接部位焊缝断裂、柱壁的局部屈曲。参数分析表明:除了几个主要几何参数:环板宽度与梁翼缘宽度之比α,梁翼缘宽度与柱直径之比β,柱径厚比γ,环板厚度与柱壁厚度之比τ对节点受力性能有影响外,不同工况下的节点受力性能和传力机理也是存在差异的。通过对不同工况下环板控制截面位置、环板传力比例的考察,得到了不同工况下环板承载力高低的一般性规律,并将现有有关环板承载力的计算方法和尺寸限值同有限元结果进行了对比。 除了研究梁端连接问题,本文还依据试验对比了不同文献对圆管截面框架柱节点域承载能力的计算方法。

著录项

  • 作者

    陈星;

  • 作者单位

    同济大学;

    同济大学土木工程学院;

  • 授予单位 同济大学;同济大学土木工程学院;
  • 学科 结构工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 陈以一;
  • 年度 2008
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TU391.5;TU317.3;
  • 关键词

    外环板式梁柱; 节点受力; 破坏机理; 循环荷载; 抗震性能;

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