学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

梁端翼缘扩大型梁柱节点受力性能的试验研究

作　者: 王想军
导　师: 张文元
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 侧板加强型节点翼缘放大型节点延性塑性铰试验研究
分类号: TU391
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 132次
引　用: 5次
阅　读: 论文下载

内容摘要

钢材具有很好的延性,所以一直以来,人们认为在强震中钢框架能够表现出很好的强度和延性来抵抗地震荷载。在1994年美国的Northridge地震和1995年日本的阪神地震中,传统的钢结构梁柱连接节点中发生了很多脆性裂纹,这些裂纹大多产生在梁端翼缘焊缝处,随后,朝柱翼缘和梁腹板处延伸。节点在产生塑性变形时能消耗相当一部分从地震中吸收的能量,而脆性裂纹的出现阻止了焊接节点塑性的发展。北岭地震以后,人们通过大量的试验研究和理论分析来提高梁柱节点的性能,其提高的主要途径是增强节点或者削弱梁段来提高梁的塑性变形能力,从而耗散地震能量。本文所研究的梁端翼缘扩大型节点是加强型节点中的一种,其中包括翼缘放大型和翼缘侧板加强型两种类型,尽管此前已经有人提到过侧板加强型节点,但试验研究很少。本文通过四个梁端翼缘扩大型梁柱节点在地震荷载作用下的试验研究,对其破坏模式和抗震性能进行了研究,主要内容包括:1.参照现已研究比较成熟的翼缘削弱型梁柱节点的削弱部位翼缘几何尺寸,确定了扩大翼缘的长度。根据转移塑性铰的原则,算得合理的翼缘宽度尺寸。并通过Ansys的分析验证,从理论上保证了试验节点截面的合理性。2.进行梁端翼缘扩大型钢结构梁柱节点在往复荷载下的伪静力试验。试验测得了梁端荷载、位移、柱子转角和节点域剪切变形,从而得到了滞回关系曲线;同时也测得了梁翼缘和腹板上应变数据,并对试验现象进行了观测。3.基于试验结果,分析了梁端翼缘放大型节点和侧板加强型节点在地震荷载作用下的破坏机制、承载力、耗能能力、变形能力、刚度以及梁翼缘和腹板上应力的分布状态。对两类节点抗震性能的比较发现,所有节点都能有效的将塑性铰外移,但翼缘放大型节点在抗震性能和转移塑性铰方面优势更加明显。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-21
  1.1 课题的提出  10-11
  1.2 现已提出的新型钢结构梁柱节点类型及性能  11-16
  1.3 新型钢结构梁柱节点的研究现状  16-20
    1.3.1 国外研究现状  16-18
    1.3.2 国内研究现状  18-20
  1.4 本文主要工作  20
  1.5 本章小结  20-21
第2章梁端翼缘扩大型梁柱节点受力性能的试验研究  21-49
  2.1 试验的目的和内容  21-22
    2.1.1 试验的目的  21
    2.1.2 试验内容  21-22
  2.2 试件的初步设计  22-23
    2.2.1 节点试件的选取  22
    2.2.2 试件数量的确定及结构试验对试件设计要求  22-23
  2.3 节点试件的细部设计和制作  23-35
    2.3.1 试件截面和侧板尺寸设计依据  23-25
    2.3.2 试件截面尺寸的验算及扩大翼缘宽度的确定  25-31
    2.3.3 两类节点的Ansys验算  31-33
    2.3.4 节点构造  33-35
  2.4 材性试验结果及其试件的实际承载力计算  35-37
    2.4.1 材性试验  35-36
    2.4.2 实际试件的真实承载力计算  36-37
  2.5 观测设计  37-39
    2.5.1 观测项目的确定  37
    2.5.2 观测点的选择与布置  37-39
    2.5.3 仪器的选择  39
  2.6 结构试验的量测仪器及量测方法  39-40
  2.7 结构试验的荷载设备及荷载设计  40-43
    2.7.1 试验加载装置的选择  40
    2.7.2 试验荷载设备  40-42
    2.7.3 结构试验的加载制度  42-43
  2.8 试验现象和破坏形态  43-48
    2.8.1 FW-220  43-45
    2.8.2 FW-130  45-46
    2.8.3 SR-220  46
    2.8.4 SR-130  46-47
    2.8.5 试件破坏现象综述  47-48
  2.9 本章小结  48-49
第3章梁端翼缘扩大型梁柱节点的试验数据分析  49-76
  3.1 概述  49
  3.2 滞回曲线  49-56
    3.2.1 梁荷载-变形角滞回曲线计算方法  49-51
    3.2.2 梁荷载-位移关系曲线  51-53
    3.2.3 梁荷载-变形角关系曲线  53-56
  3.3 骨架曲线  56-58
  3.4 承载力分析  58-62
    3.4.1 试验值与理论值的对比  59-60
    3.4.2 极限承载力的计算  60-62
  3.5 变形能力  62-65
  3.6 能量耗散  65-67
  3.7 刚度分析  67-69
  3.8 应变分析  69-74
    3.8.1 梁翼缘上正应力分布  69-70
    3.8.2 梁腹板上正应力分布  70-72
    3.8.3 梁腹板上剪应力分布  72-74
  3.9 本章小结  74-76
结论  76-78
参考文献  78-81
附录梁柱节点设计的Fortran程序  81-90
致谢  90

梁端翼缘扩大型梁柱节点受力性能的试验研究

内容摘要

全文目录

相似论文