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支撑板式连接节点与框架梁柱间相互作用的研究

作　者: 周宇
导　师: 张文元
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 支撑框架节点板附加弯矩等效塑性应变有限元分析
分类号: TU973.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

支撑板式连接节点与传统的支撑节点相比刚度较小，计算时通常将其简化为理想铰，忽略了节点板对结构受力和变形的影响，但近年来的研究表明，节点板在平面内仍然具有较强的刚度，当支撑框架在外力作用下产生层间变形时，节点板与梁柱间会产生不可忽视的相互作用，这种相互作用将对结构安全造成不利影响。本文利用有限元软件ANSYS对支撑框架进行了参数分析研究，分析了节点板对梁柱附加弯矩的影响规律，并给出了附加弯矩的取值建议。同时还研究了节点板与梁柱间作用力的发展变化规律以及作用力对梁柱腹板中等效塑性应变的影响。主要内容如下：1）使用壳单元建立铰接框架模型，分析了节点板厚度、节点板边长、柱轴压比等参数对铰接框架梁柱中附加弯矩的影响规律，并给出了附加弯矩的取值建议。2）使用梁单元模型与壳单元模型分别计算了刚接框架中梁柱的弯矩，对比了梁柱中的弯矩结果，分析表明使用梁单元模型计算钢柱稳定是偏于安全的，而计算节点板边缘处梁柱截面的强度时是偏于危险的，节点板边缘处的梁柱截面中仍存在附加弯矩。随后分析了节点板厚度、节点板边长及柱轴压比等参数对附加弯矩的影响规律，并给出了附加弯矩的取值建议。3）分析了节点板与梁柱间的作用力随框架层间侧移发展变化的规律，并分析了节点板厚度、节点板边长、柱轴压比、梁柱连接形式等因素对梁柱腹板中等效塑性应变的影响规律。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-17
  1.1 研究背景及目的  8-9
  1.2 研究现状  9-15
  1.3 主要研究内容  15-16
  1.4 课题来源  16-17
第2章节点板对铰接框架梁柱附加弯矩的影响规律  17-45
  2.1 概述  17
  2.2 研究方法与有限元模型  17-23
    2.2.1 问题的研究方法  17-18
    2.2.2 结构模型  18-19
    2.2.3 分析参数选取  19-21
    2.2.4 单元类型  21-22
    2.2.5 材料属性  22
    2.2.6 初始缺陷  22-23
  2.3 计算结果分析  23-43
    2.3.1 节点板厚度对附加弯矩的影响规律  29-33
    2.3.2 节点板边长对附加弯矩的影响规律  33-37
    2.3.3 柱轴压比对附加弯矩的影响规律  37-43
  2.4 设计建议  43-44
  2.5 本章小结  44-45
第3章节点板对刚接框架梁柱附加弯矩的影响规律  45-74
  3.1 概述  45
  3.2 研究方法与有限元模型  45-50
    3.2.1 问题的研究方法  45
    3.2.2 结构模型  45-46
    3.2.3 分析参数选取  46-49
    3.2.4 单元类型  49-50
    3.2.5 材料属性  50
    3.2.6 初始缺陷  50
  3.3 计算结果分析  50-71
    3.3.1 实际结构与工程设计模型弯矩的对比  50-54
    3.3.2 梁柱中的附加弯矩  54-58
    3.3.3 节点板厚度对附加弯矩的影响规律  58-62
    3.3.4 节点板边长对附加弯矩的影响规律  62-65
    3.3.5 柱轴压比对附加弯矩的影响规律  65-71
  3.4 设计建议  71-72
  3.5 本章小结  72-74
第4章节点板与梁柱间的相互作用力  74-84
  4.1 概述  74
  4.2 节点板与梁柱间的作用力的发展变化规律  74-79
  4.3 对梁柱腹板中塑性应变的影响  79-82
  4.4 本章小结  82-84
结论  84-85
参考文献  85-89
致谢  89

支撑板式连接节点与框架梁柱间相互作用的研究

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