一、外伸端板半刚性节点在循环荷载作用下的研究(论文文献综述)
张永良[1](2021)在《隅撑加强钢框架半刚性连接节点抗震性能研究》文中研究指明本文提出一种新型组合节点,适用于半刚性连接钢框架结构,即隅撑加强端板连接半刚性节点,通过在梁、柱连接节点附近增设小型的屈曲约束耗能隅撑,用以提升框架节点的刚度和抗震能力,耗能隅撑体积较小,安装方便灵活,能满足多种建筑功能的需求。普通的外伸端板半刚性连接节点虽然延性较好且兼具一定的抗震耗能能力,然而在大震作用下会发生较大变形,且破坏形式多以端板拉断或螺栓孔拉脱为主,属于脆性破坏,这对结构的抗震性能不利,并且不符合抗震设计规范。因此本文提出在半刚性节点的基础上增设耗能隅撑,耗能隅撑是由隅撑耗能芯板,外围屈曲约束套筒,以及套筒与芯板之间的无粘结橡胶弹性垫三部分组成,增设耗能隅撑既可以有效的提升原有框架的侧移刚度及承载能力,同时耗能隅撑又可以在大震作用下先于梁柱主体发生屈服,起到消能减震的功能,从而保护梁柱主体结构,有良好的实用性。总体来说,隅撑加强端板连接半刚性节点具有优良的抗震耗能能力,且拥有布设方式灵活、现场连接方便、即使在大震作用下发生较大变形后易于更换等优势,在结构设计和实际工程应用中有着很好的前景。对于耗能隅撑与半刚性节点,国内外的学者都进行了大量的的研究,本文在总结已有研究现状的基础上,首先通过ABAQUS有限元软件探究了耗能隅撑对外伸端板连接半刚性节点各项力学指标的增强作用,同时还探究了不同端板厚度的半刚性节点和不同芯板截面尺寸的耗能隅撑共同作用下组合节点的承载能力、耗能能力及破坏机理,最后进行模拟参数分析,探究了隅撑加强半刚性节点的整体刚度与隅撑刚度、半刚性节点刚度之间的关系,引入最佳刚度比的概念,通过有限元模拟可以得到的半刚性节点与耗能隅撑的最佳组合形式,进而得到耗能隅撑与半刚性节点最佳刚度比,最后对各组最佳刚度比通过回归分析分别得到最佳刚度比K分别关于隅撑芯板截面积As和半刚性节点端板厚度b为自变量的计算公式,并提出了相关的计算方法。通过有限元分析结果可以看出,隅撑加强半刚性节点相较于传统的纯半刚性节点受力性能更加优越,破坏形式更为合理,增设耗能隅撑能够明显提高节点在大震作用下的刚度和承载能力,并且能够保护结构主体,充分发挥结构“保险丝”的作用。为实际工程中耗能隅撑与半刚性节点的综合应用提供一定的理论依据和设计指导,对后续的端板连接半刚性节点及屈曲耗能隅撑的组合应用奠定了基础。
胡志涵[2](2021)在《装配式钢管混凝土叠合柱节点抗震性能及框架地震易损性分析》文中提出近年来,钢-混凝土组合构件得到了广泛的应用,各种新型钢-混组合结构层出不穷。钢管混凝土叠合柱(Concrete-encased CFST column)及部分包裹混凝土梁(PEC beam)通过在钢构件外表面填充混凝土,可显着提高构件的力学和抗火性能,采用钢管混凝土叠合柱与PEC组合梁形成的新型组合框架具有较强的可装配性和广阔的应用前景。然而,目前缺乏对钢管混凝土叠合柱与PEC组合梁连接节点及框架的研究。本文将钢管混凝土叠合柱与部分包裹混凝土梁结合,采用外伸端板及全螺栓两种装配式节点进行连接,有望在实际工程的装配式建筑中应用。为获悉此类节点及框架的性能,本文开展了钢管混凝土叠合柱装配式节点抗震性能分析及框架易损性分析,具有重要的理论价值和工程意义。本文的主要工作可以概括如下:(1)设计并制作了梁类型及节点形式不同的4个试件,并对其开展了拟静力试验,分析了不同试件的破坏模态,揭示了各节点的荷载-位移滞回曲线,深入研究了荷载-位移骨架曲线、弯矩-转角骨架曲线、节点延性系数、强度及刚度退化、耗能能力等评价指标。分析了关键部位的应变分布,明确了节点的受力机理。研究结果表明节点具有优良的抗震性能。(2)采用ABAQUS软件建立了各节点的有限元模型,明确了模型中使用的本构关系、接触设置、单元类型、边界条件及网格尺寸。并基于实验结果,验证数值模型的可靠性。分析了外伸端板节点模型中叠合柱的柱壁传力机制,研究管外混凝土在受到螺栓拉力和受压区压力时的柱内传力路径。以此为基础,提出两类节点的受弯承载力和初始刚度计算方法。对于外伸端板节点,受弯承载力计算方法考虑PEC梁翼缘间混凝土的影响。根据叠合柱柱壁传力路径,考虑管外混凝土的影响,使用组件法给出了外伸端板节点及全螺栓节点的初始刚度计算公式。又使用两种方法对节点进行刚性评价,为后文进行框架非线性时程分析及地震易损性分析奠定理论基础。(3)使用OpenSees软件建立了各节点的有限元分析模型,包括纤维截面模型、本构关系模型以及半刚性节点域模型。模拟得到了各节点的荷载-位移滞回曲线,与试验结果进行对比验证建模方法的合理性。基于Open Sees节点建模方法和前文推导的节点计算方法,建立了采用两种不同类型节点的钢管混凝土叠合柱-部分包裹混凝土梁组合框架计算模型,并对其进行了不同地震动下的非线性时程分析,以最大层间位移角和残余层间位移角为指标评价了框架抗震能力。基于增量动力分析,研究了框架的地震易损性,揭示了框架在倒塌概率和非倒塌概率下结构的性能水平,为实际工程提供参考。
赵东卓[3](2020)在《钢结构半刚性连接及框架非完全相似误差分析方法的研究》文中研究表明缩尺模型因经济性强、操作简便及试验周期短等特点在结构试验中得到广泛应用。但结构缩尺模型一般都是非完全相似的。以钢结构梁柱连接节点为例,足尺与缩尺模型的轧制钢构件很难保证在尺寸上满足完全相似条件,栓接节点也无法等比例缩小,因此几乎所有的钢结构缩尺模型都是非完全相似的,需要进行相似性分析与设计。然而传统相似理论只能解决相似模型设计中主要物理量的设计比例问题,不能解决不完全相似带来的相似误差问题。因此,本文以钢结构半刚性连接节点及框架为研究对象,对缩尺模型的非完全相似所引起的误差进行系统性研究,提出一种能够有效预测缩尺模型非完全相似误差的计算方法,全文的主要工作如下:(1)基于相似理论及量纲和谐原理推导出半刚性钢结构梁柱连接节点的完全相似条件,引入半刚性节点刚度Ki作为一个独立参数。明确相似条件在预测相似误差时的局限性及改进的方向。基于Python编制了ABAQUS二次开发的半刚性节点自动建模及后处理程序,实现大批量非完全相似节点快速参数化分析。采用Spearman非参数相关系数对典型半刚性端板连接的主要几何参数进行筛选,通过对102个非完全相似模型结果的分析,从28个因素中优选得到了4个对节点相似目标影响最大的因素,为试验参数的科学选取提供前提条件。(2)建立精细化节点有限元模型,与足尺模型试验结果相对比,分析了有限元模型的可靠性。研究了完全相似的缩尺端板连接节点模型与足尺模型应力分布的一致性。分析了端板厚度、梁截面高度、柱截面高度、螺栓规格等因素对梁柱端板连接及T型件连接节点的应力分布影响,阐述上述两种非完全相似半刚性连接模型的应力分布特点。分析塑性开展程度对梁柱双腹板连接节点应力分布的影响。明确以节点刚度为相似目标量时各个试验要素对端板连接、T型件端板连接、双腹板角钢连接、悬臂段螺栓连接四种半刚性连接形式的试验结果影响,获取了其中的最主要影响因素。(3)建立相似误差预测的代理模型方法,构建不完全相似的节点模型数据库,基于不同因素将相似误差预测问题区分为三个层次,包括采用最小二乘法的单因素误差分析方法、基于响应面法的双因素相关误差估计方法、利用人工神经网络的多因素相关误差分析方法。以外伸端板连接和T型件连接为例,采用上述方法得到非完全相似误差预测公式。(4)基于6个半刚性连接足尺模型与6个非完全相似缩尺模型的循环加载试验,考虑非完全相似对模型循环加载试验带来的影响。对比端板连接、T型件端板连接、双腹板角钢连接、悬臂段螺栓连接四种半刚性连接形式的足尺与缩尺模型试验现象。对12个节点模型试件的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、测试点应变进行归纳与分析。(5)推导得到了包含节点刚度特征的半刚性钢框架完全相似条件。将非完全相似误差预测方法应用到半刚性钢框架的误差预测中,开发了ANSYS与MATLAB嵌套的循环迭代算法,通过计算2950组钢框架模型得到了各因素的灵敏度分布。以蒙特卡罗法为基础建立了50000组非完全相似的钢框架模型数据库,基于代理模型法中的人工神经网络方法预测了半刚性钢框架的相似误差。
王一焕[4](2020)在《锚固单向螺栓力学性能及其在抗弯框架中的应用研究》文中进行了进一步梳理钢管混凝土柱因其结构性能高、造价低、施工速度快等优点,在建筑结构中得到了广泛的应用。其中,钢管混凝土柱与钢梁连接节点大多采用传统焊接工艺连接,该安装过程复杂、耗时长以及成本高。而且,焊接梁柱节点现场施工质量难以保障,在地震灾害中容易出现严重的损伤和脆性断裂。钢管混凝土柱与钢梁螺栓连接可以解决以上问题,然而存在两个限制因素阻碍该类节点的推广应用,首先是钢管柱和型钢梁进行螺栓连接受到钢管封闭截面限制,其次是方钢管壁的过早屈服和过大面外变形常常成为节点破坏的主要因素。采用带有锚固装置的单向螺栓(简称锚固单向螺栓,下同)可以解决封闭方钢管和钢梁的连接问题,并能减少甚至避免方钢管壁的过早屈服和过大面外变形,但目前有关锚固单向螺栓以及采用锚固单向螺栓的方钢管混凝土柱节点的性能研究不够全面。从锚固单向螺栓、锚固单向螺栓连接节点和组合框架三个层面自下而上开展研究工作,通过建立三个层面的联系,采用试验研究、数值模拟和理论分析,系统地研究锚固单向螺栓在抗弯框架中的应用。本文主要开展了以下研究工作:(1)进行了29个锚固单向螺栓拉拔试件的单调加载试验,试验参数有方钢管宽厚比、锚固长度、锚固方式、边距、群锚效应、方钢管壁约束、螺栓等级和直径。分析了其破坏模式、锚固性能、非线性力-位移曲线和荷载传递机制。研究不同试验参数对锚固单向螺栓抗拉性能的影响,提出锚固单向螺栓拉断和拔出两种破坏模式下的轴向拉伸折线力学模型和设计及构造措施建议。(2)开展了8个改进型单向螺栓方钢管混凝土柱端板连接节点的低周往复加载试验,通过试验观察和结果分析,研究该类节点的破坏模式、刚度、承载力、延性和转动能力、刚度和强度退化规律、能量耗散能力以及螺栓锚固构造的可靠性。同时,分析了节点区钢管壁厚度、端板厚度、局部加强连接方式、锚固方式、钢梁截面以及加劲肋等试验参数对该类节点力学性能的影响。(3)建立ABAQUS锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点的有限元分析模型,并与试验结果进行校核,数值模拟有效地分析了此类节点的工作机理和受力特性,提取节点的主要组件并进行精细化分析,对不同荷载参数、几何参数和材料参数的有限元模型进行了参数研究,构建完善的分析模型。(4)基于组件法推导了锚固单向螺栓方钢管混凝土柱端板连接节点的相关组件计算公式,提出此类连接节点初始转动刚度的力学模型和计算公式。基于锚固单向螺栓方钢管混凝土柱端板连接节点的破坏模式,分别提出了针对单向螺栓、端板、方钢管混凝土柱达到极限承载力时节点弯矩的计算公式,节点抗弯承载力取三者的最小值。考虑实际工程中的应用,建立了计算简便和有较好可靠性的三折线和双折线简化设计模型。(5)采用OpenSees对三种不同类型锚固单向螺栓连接钢管混凝土柱平面组合框架模型进行了动力时程分析,分析节点转动刚度对组合框架动力性能的影响。针对不同类型组合框架,比较不同的判别方法,给出判别节点半刚性区间的合理建议。提出锚固单向螺栓钢管混凝土柱节点的设计方法、构造要求以及施工方法建议,为该类节点在工程实践中的应用提供指导和参考。
王承磊[5](2020)在《含可更换角钢的柱脚抗弯性能研究》文中研究表明钢结构因其轻质、高强的特点,在当今建筑领域的应用日益广泛。在钢框架结构中,节点通常被视为刚性连接或铰接来进行分析和设计,但在实际工程中,节点连接有时不能完全实现这两种极端情况,实际受力情况往往是半刚性的。柱脚节点在钢框架中的作用是将上部结构的荷载传递到基础,其连接的可靠性决定了结构整体的安全性,因此对柱脚节点力学性能的研究具有重要意义。本文借鉴梁柱节点中的顶底角钢半刚性节点和损伤控制节点,提出一种含可更换角钢的柱脚节点。它由一对角钢分置于钢柱两侧,分别通过高强螺栓连接钢柱翼缘和柱脚底板,抵抗节点的弯矩;一个抗剪板焊接于柱脚底板,与钢柱腹板相连,承担上部荷载传来的剪力,构件间的传力路径明确。高强螺栓连接的形式使节点安装、拆卸方便;节点可将损伤集中在角钢上,其他构件循环使用,实现损伤后快速修复。提出的柱脚节点适用于低层装配式钢结构建筑。为研究本文提出的柱脚在低周往复荷载下的滞回性能、耗能能力、复位能力等,设计并制作了 1 1组试件进行拟静力试验,试验参数包括角钢加工方式、钢柱轴压比和加载方向。试验结果表明:节点能够较好地实现将损伤集中于角钢,钢柱循环使用,节点具有较好的抗弯性能和耗能能力。角钢加工方式影响节点的耐疲劳性,轴压力的存在有利于节点复位。通过有限元软件ABAQUS对柱脚节点进行数值模拟,并与试验结果进行对比,证实该模型可以较好地模拟节点的力学性能。通过参数分析,探究了角钢厚度、角钢水平肢螺栓孔的位置和节点摩擦系数对节点承载能力、复位能力等方面的影响,结果表明角钢厚度和水平肢螺栓孔的位置对节点承载力影响较大,摩擦系数的变化对节点承载力影响不大。论文最后通过Matlab软件建立了一种节点强度理论计算模型。结果表明当分析模型与考虑钢材循环硬化效应的本构关系一起使用时,可以准确预测节点的骨架曲线。给出了不同本构关系对应的角钢塑性铰长度推荐值,供研究人员和工程人员使用。
仲力平[6](2020)在《全装配式中空夹层钢管混凝土半刚性组合框架非线性时程分析及地震易损性分析》文中认为中空夹层钢管混凝土是一种采用空心钢管替代实心钢管混凝土中部核心混凝土而成的新型组合构件;相较于传统钢管混凝土,该构件具有自重更轻、抗弯刚度更大、耐火性能更好的特点。但由于中空夹层钢管混凝土柱为闭合截面,采用常规方法进行钢梁与柱的连接难度较大,且无法确保刚接情况下荷载的有效传递;高强单边螺栓则提供了一种解决思路,通过采用单边螺栓单向拧紧的方式,可以实现闭口截面的梁柱连接,有效解决了传统螺栓无法用于闭口截面连接的难题;同时也确保了节点荷载的有效传递和较好的耗能能力,便于安装和节约时间的特点也满足装配式结构的发展需求。因此,本文提出了改进后的中空夹层半刚性节点弯矩-转角模型,在对该模型进行不同层面的准确性和适用性验证后,将其应用于全装配式中空夹层钢管混凝土半刚性框架的抗震和抗倒塌性能进行研究,获悉该体系在实际工程中的可行性和可靠性,主要研究工作如下:(1)基于欧洲规范EC3,提出考虑柱壁受压刚度和腹板抗剪刚度影响的中空夹层钢管混凝土半刚性节点弯矩-转角模型。(2)采用OpenSees有限元软件分别对4个方中空夹层钢管混凝土半刚性组合节点和2个钢管混凝土装配式楼板半刚性节点建立模型,以荷载(P)-位移(Δ)和弯矩转角关系曲线作为主要验证指标,证明弯矩-转角模型在节点静力分析中的准确性;验证结果同时表明该公式经过相应调整后,对钢管混凝土半刚性节点同样具备良好的适用性。(3)采用OpenSees有限元软件对1榀方钢管混凝土半刚性框架建立模型,以非线性时程曲线作为验证内容,对不同加速度峰值作用下的框架节点处位移、速度和加速度时程曲线进行模拟并与试验结果对比,结果证明计算公式在半刚性框架动力分析中同样具有良好的准确性和适用性。(4)参考原型结构建立十层三跨全装配式中空夹层半刚性框架和现浇刚性框架,考察两类框架在8度区不同设防水准下的层间位移角和残余位移角,获悉两类框架的抗震性能;结果表明,半刚性框架在不同设防水准下的层间位移角均处于合理安全的范围,整体刚度变化和延性较刚性框架有一定程度的改善。(5)对十层三跨全装配式中空夹层半刚性框架进行基于位移和地震动强度函数的倒塌与非倒塌易损性分析。获悉该框架在各地震水平作用下的破坏状态均处于合理可控范围,具有充足的抗倒塌富余,表现出良好的抗震和抗倒塌能力,具备在实际工程中运用的可行性和可靠性。
彭志明[7](2020)在《局部可更换钢框架梁柱节点受力性能研究》文中提出国内外关于钢框架梁柱延性节点的研究,主要集中在削弱或加强型、端板连接型和带悬臂短梁的拼接型节点,此类节点虽能改善梁端焊缝处的受力状况,但功能较为单一,未考虑受损后的可修复性。针对现有不足,本文基于保险丝和塑性铰外移理念,将外伸端板连接、削弱型和拼接型连接的优点进行整合,提出一种局部可更换钢框架梁柱连接节点(以下简称新型节点)。通过理论计算和数值模拟,对新型节点的力学性能进行研究,并给出抗震设计建议。论文的主要研究工作包括:(1)依据相关规范及研究成果,对新型节点进行了初步设计,得到BASE试件。利用ABAQUS软件建立节点的有限元模型,并选取国内外两个典型试验进行模拟。结果显示,有限元计算结果与试验吻合较好,证明了本文有限元建模方法的可靠性。(2)对BASE试件进行了静力加载,详述了节点塑性铰的发展规律,分析了端板、连接板和螺栓的应力状况,揭示了新型节点的变形特征和破坏机理。结果表明,通过对短梁翼缘进行削弱,能够有效将塑性铰移出,避免端板连接和拼接处发生破坏,最大应力和塑性变形出现在削弱区域,而节点域和拼接处的应力仍处于弹性范围。(3)完成了20个试件的滞回性能分析,研究了短梁翼缘削弱深度c、削弱长度b、削弱起始点距端板面距离a、短梁长度l和短梁材性等5个参数对节点承载力、刚度、耗能能力及延性的影响。结果表明,参数c、b、a和l对节点力学性能的影响程度依次为c>b>a>l;将短梁材性更换为Q355等高屈服点钢材后,节点的抗震性能并不理想;将短梁材性替换为LYP225等低屈服点钢材后,节点的延性和耗能能力得到改善,但承载力和弹性刚度却有所降低。(4)基于有限元分析结果,给出新型节点的抗震设计建议:外伸端板的连接可参照现行《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》进行设计,并尽可能采用大直径螺栓,以免发生螺栓断裂破坏;拼接连接可按照等强度设计方法进行设计;削弱参数a、b、c并不是相互独立的,三者之间存在一个最佳匹配关系,建议c取(0.1~0.2)bf,b取(0.65~0.85)hb,a取(0.5~0.75)bf,bf为钢梁截面宽度,hb为钢梁截面高度;短梁长度l对节点力学性能的影响基本可忽略不计,考虑到经济性及运输方便性,建议l取(1.5~2.5)hb。
熊英庆[8](2020)在《新型梁柱端板连接装配式刚性节点力学性能研究》文中指出外伸端板式节点是一种施工速度快,能适应标准化制造的钢结构梁柱节点。在传统的外伸端板式节点中,H型钢钢梁通过较窄的外伸端板与H型钢钢柱连接,在节点破坏时,因为梁柱构件的承载能力高于较窄焊缝和端板、螺栓的承载能力,节点破坏位置集中在节点核心域,不利于结构抗震设计。改进传统外伸端板式连接,参考刚性节点的加强方式,提出新型扩翼缘加强型端板节点,通过将扩宽梁端翼缘与扩大端板连接,增大节点连接部位的承载能力,改善其节点核心区应力集中的状况,来达到“强节点弱构件”的抗震性能目标。根据平面刚架的简化力学模型进行分析,参考美国钢结构行业规范,分析得出新型节点的设计方法,为该类节点的工程应用提供了参考。在传统外伸端板式节点与新型装配式节点的对照分析中,选用大型通用有限元软件ANSYS对节点进行力学分析。分析过程中,运用了ANSYS强大的非线型分析能力。通过改变两种节点的端板厚度与螺栓公称直径,设计了刚性端板、半柔性端板、柔性端板,三类不同端板厚度的分析。研究了单调荷载下的力学性能分析,研究发现,通过美国规范来判定刚性端板的厚度,该厚度端板的变形较小,刚性端板的判定结果基本正确;传统节点在端板较厚的情况下,会在端板与梁翼缘交接处产生应力集中;在欧洲规范下进行刚性节点的判定,刚性端板下的新型节点可判定为刚性节点。在单调加载的基础上分析了往复荷载加载下,节点的抗震性能。新型节点的承载力、延性系数、等滞阻尼系数等各项力学指标均好于传统节点,且滞回曲线更为饱满。进行力学分析,考虑螺栓受弯与端板外伸处撬力,将T形件简化为平面刚架模型,通过变形协调得出螺栓弯矩值,与已有试验数据进行对比验证,验证后发现,该计算方法有一定的准确性。参考平面刚架力学模型,设计了一种外伸端板流程化设计的方法,用新型节点的算例去验证设计流程,流程化设计的方法与有限元分析的结果基本吻合。
吴所谓[9](2020)在《方钢管混凝土法兰外环板式梁柱节点抗震性能研究》文中提出钢管混凝土梁柱节点因其集承载力高、耐火性能好、延性性能好、经济高效、抗震性能显着等诸多优点于一身,得以在建设领域被广泛地应用,传统的钢管混凝土梁柱节点以内隔板、外隔板、隔板贯通以及柱贯通的外环板式节点为主,这些节点在装配时或多或少都不可避免地需要一定程度内的焊接,基于近些年逐渐被推广的装配式建筑结构思想,本文对一种几乎可以实现全螺栓连接装配的法兰外环板式梁柱节点中的钢管柱浇筑混凝土,从而来探究在该节点形式下的钢管混凝土梁柱节点的抗震性能,对其进行低周往复荷载试验,同时采用数值模拟与理论分析计算相结合的方法对节点进行了系统化的研究,主要的研究内容及成果如下:1.对一个方钢管混凝土法兰外环板式梁柱节点的标准试件进行柱端的低周反复加载试验,试验结果表明,该标准试件节点滞回曲线饱满,承载力高,耗能能力强,具有良好的抗震性能。2.使用ABAQUS有限元软件首先对试验的标准节点进行了建模分析,模拟节点在试验状态条件下的荷载、边界、接触等状态,分析结果表明,有限元数值结果与试验结果基本保持一致,误差控制在一定范围内,证明了有限元模型的可行性。然后在标准节点的基础之上,对方钢管混凝土法兰外环板式梁柱节点进行了抗震性能分析,在标准节点的基础上,共建立4个节点试件有限元模型,通过局部增加节点域的柱座壁厚和整体增加钢管柱的壁厚,来考察壁厚和宽厚比对节点抗震性能的影响。计算结果表明,局部增加壁厚和整体增加壁厚都提高了节点的承载力,增强了节点的延性,表现出更优异的抗震性能。3.接着对可能会影响节点力学性能的因素进行了参数分析,共建立了11个有限元模型,分别考察了轴压比、钢材的强度以及去掉核心混凝土后的增加壁厚等因素对节点抗震性能的影响,结果表明,钢材的强度等级和去掉混凝土后对节点的承载力和抗震性能影响较大,轴压比在一定范围内能够提高节点的承载力和抗震性能,但超过某一限值后对节点的影响不再显着。
尹昊[10](2019)在《方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架抗震性能及设计方法》文中研究指明随着建筑工业化的发展,钢结构,尤其是采用螺栓连接并具有较高装配率的钢结构具有广阔的应用前景。良好的抗震性能和完整的设计方法是一种新型结构体系应用和推广的前提。论文以方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架为研究对象,首先开展足尺拟静力试验和缩尺振动台试验以研究其抗震性能,然后建立了可模拟其循环受力性能的有限元模型,接着提出了实用的设计方法并设计了框架算例,最后分析了框架算例的抗震性能以验证设计方法的可靠性。论文的主要研究工作如下:(1)进行了一个足尺三层框架拟静力试验。研究了框架整体的破坏模式、滞回性能、承载力、刚度、变形性能、耗能能力等。通过试验所监测的节点变形及构件表面应力,分析了节点的滞回性能、骨架曲线、承载力、延性、层间位移角分量和耗能能力,以及构件的受力性能,并讨论了结构不同部位的破坏发生次序和塑性发展过程。(2)进行了一个五层1:3缩尺框架模型的振动台试验。研究了结构在不同烈度地震作用下的试验现象、加速度响应、变形性能以及最终破坏模式,分析了结构在不同阶段的自振周期、自振频率、振型及其变化趋势,评估了底部两层构件的受力性能及构件中的塑性开展情况。(3)基于实体单元、壳单元和桁架单元建立了可精确模拟方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架循环加载受力性能的精细化有限元模型,可考虑结构各组件间复杂的接触关系并模拟节点变形和构件局部屈曲。同时基于梁单元和桁架单元建立了也具有一定精度的杆系单元有限元模型,可用于大规模的结构抗震性能参数分析。(4)在对各国现行设计规范进行调研的基础上,补充研究了节点初始转动刚度和承载力简化计算方法,给出了支撑与框架刚度比的定义,完善了方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架的抗震设计方法。采用所提出的设计方法设计了六组包含不同参数的框架算例,变化参数包括:结构层数、钢材强度以及支撑与框架刚度比。讨论了刚度比对抗震设计主要参数指标的影响。(5)对框架设计算例进行静力推覆分析和动力时程分析,确定其承载力、变形、延性系数和超强系数等抗震性能指标。分析刚度比对结构抗震性能的影响,提出结构设计刚度比的建议取值范围。研究地震下支撑突然张紧产生的高应变率对支撑强度的提高作用,提出了用于支撑节点设计的荷载调整系数。
二、外伸端板半刚性节点在循环荷载作用下的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、外伸端板半刚性节点在循环荷载作用下的研究(论文提纲范文)
(1)隅撑加强钢框架半刚性连接节点抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 半刚性连接的种类及特点 |
1.3 国内外相关课题研究现状 |
1.3.1 半刚性节点国内外研究现状 |
1.3.2 耗能隅撑支撑国内外研究现状 |
1.4 本文研究思路 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线图 |
2 半刚性钢框架耗能隅撑节点设计的理论研究 |
2.1 耗能隅撑的构成及工作原理 |
2.2 外伸端板连接半刚性节点的初始刚度 |
2.2.1 螺栓群受拉初始刚度 |
2.2.2 柱腹板受拉初始刚度 |
2.2.3 柱腹板受压初始刚度 |
2.2.4 柱翼缘受弯初始刚度 |
2.2.5 端板受弯初始刚度 |
2.2.6 外伸端板半刚性连接的初始刚度 |
2.3 耗能隅撑的刚度计算 |
2.4 耗能隅撑节点的柱顶轴压力 |
2.5 钢材本构模型的选取 |
2.6 本章小结 |
3 隅撑加强钢框架半刚性连接节点有限元模拟 |
3.1 有限元模型的建立 |
3.1.1 隅撑加强钢框架半刚性连接节点模型 |
3.1.2 有限元模拟边界条件及加载制度 |
3.2 有限元模型验证 |
3.2.1 模型建立 |
3.2.2 有限元结果与试验对比 |
3.3 有限元应力云图 |
3.3.1 SRJ有限元模拟结果 |
3.3.2 BRSRJ有限元模拟结果 |
3.3.3 滞回曲线对比分析 |
3.3.4 骨架曲线对比分析 |
3.3.5 刚度退化曲线对比分析 |
3.3.6 等效粘滞阻尼系数 |
3.4 本章小结 |
4 隅撑加强半刚性连接节点参数分析 |
4.1 耗能隅撑的主要参数 |
4.2 隅撑加强半刚性节点参数设计 |
4.3 BRSRJ-1组应力云图及抗震性能分析 |
4.3.1 8mm端板节点应力云图 |
4.3.2 荷载-位移滞回曲线分析 |
4.3.3 骨架曲线分析 |
4.3.4 位移延性系数分析 |
4.4 BRSRJ-2组应力云图及抗震性能分析 |
4.4.1 10mm端板节点应力云图 |
4.4.2 荷载-位移滞回曲线分析 |
4.4.3 骨架曲线分析 |
4.4.4 位移延性系数分析 |
4.5 BRSRJ-3组应力云图及抗震性能分析 |
4.5.1 12mm端板节点应力云图 |
4.5.2 荷载-位移滞回曲线分析 |
4.5.3 骨架曲线分析 |
4.5.4 位移延性系数分析 |
4.6 BRSRJ-4组应力云图及抗震性能分析 |
4.6.1 14mm端板节点应力云图 |
4.6.2 荷载-位移滞回曲线分析 |
4.6.3 骨架曲线分析 |
4.6.4 位移延性系数分析 |
4.7 本章小结 |
5 半刚性节点与耗能隅撑的刚度关系研究 |
5.1 隅撑加强半刚性节点的整体刚度研究 |
5.2 节点刚度关系分析 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
致谢 |
(2)装配式钢管混凝土叠合柱节点抗震性能及框架地震易损性分析(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 钢管混凝土叠合柱 |
1.1.2 部分包裹混凝土构件 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 钢管混凝土叠合柱研究现状 |
1.2.2 部分包裹混凝土组合梁研究现状 |
1.3 研究意义 |
1.4 研究内容 |
第二章 钢管混凝土叠合柱装配式节点拟静力试验 |
2.1 引言 |
2.2 试验概况 |
2.2.1 试件设计和制作 |
2.2.2 试件加载装置 |
2.2.3 试件加载程序 |
2.2.4 量测内容和测点布置 |
2.3 材性试验 |
2.3.1 钢材材性 |
2.3.2 混凝土材性 |
2.3.3 螺栓材性 |
2.4 试验过程及现象 |
2.4.1 试验加载过程 |
2.4.2 试验现象 |
2.5 试验结果与分析评价 |
2.5.1 荷载-位移关系滞回曲线 |
2.5.2 荷载-位移关系骨架曲线 |
2.5.3 弯矩-转角关系骨架曲线 |
2.5.4 节点延性系数 |
2.5.5 强度退化 |
2.5.6 刚度退化 |
2.5.7 耗能能力 |
2.5.8 应变分布情况 |
2.6 本章小节 |
第三章 钢管混凝土叠合柱装配式节点数值分析 |
3.1 引言 |
3.2 有限元分析模型 |
3.2.1 计算模型及基本假定 |
3.2.2 本构模型 |
3.2.3 单元选取 |
3.2.4 网格划分 |
3.2.5 边界条件 |
3.2.6 接触对和连接处理 |
3.2.7 分析步和加载模式 |
3.3 有限元模型试验验证 |
3.3.1 滞回曲线 |
3.3.2 破坏模态的验证 |
3.4 外伸端板节点柱壁传力机制分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 钢管混凝土叠合柱装配式节点设计方法 |
4.1 引言 |
4.2 外伸端板节点计算方法 |
4.2.1 外伸端板节点受弯承载力计算 |
4.2.2 外伸端板节点初始刚度计算 |
4.3 全螺栓节点计算方法 |
4.3.1 全螺栓节点受弯承载力计算 |
4.3.2 全螺栓节点初始刚度计算 |
4.4 节点受弯承载力和初始刚度结果对比 |
4.5 节点刚性评价 |
4.5.1 EC3 中判定方法 |
4.5.2 Hasan等人的判定方法 |
4.6 本章小结 |
第五章 钢管混凝土叠合柱装配式框架非线性时程分析 |
5.1 引言 |
5.2 OpenSees模型 |
5.2.1 本构模型 |
5.2.2 纤维截面法和纤维截面模型 |
5.2.3 半刚性节点域模型 |
5.3 钢管混凝土叠合柱装配式节点模型验证 |
5.3.1 节点标准模型 |
5.3.2 节点模型试验验证 |
5.4 框架建立 |
5.4.1 框架结构模型介绍 |
5.4.2 标准结构计算模型 |
5.5 地震波选取 |
5.6 结构非线性时程分析 |
5.6.1 层间位移角分析 |
5.6.2 残余层间位移角分析 |
5.7 本章小结 |
第六章 钢管混凝土叠合柱装配式框架地震易损性分析 |
6.1 引言 |
6.2 易损性分析理论 |
6.3 地震波选取及调幅 |
6.4 非倒塌概率地震易损性分析 |
6.4.1 结构概率地震需求分析 |
6.4.2 结构概率地震易损性分析 |
6.5 倒塌概率地震易损性分析 |
6.5.1 结构倒塌易损性分析 |
6.5.2 结构抗倒塌能力评估 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(3)钢结构半刚性连接及框架非完全相似误差分析方法的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 结构模型试验历史及现状 |
1.1.1 模型试验的分类 |
1.1.2 模型试验的理论基础 |
1.2 相似理论在模型试验中的应用现状 |
1.2.1 结构静力荷载试验研究 |
1.2.2 结构动力荷载试验研究 |
1.3 半刚性钢结构的研究现状 |
1.3.1 半刚性钢结构节点 |
1.3.2 半刚性钢结构框架 |
1.4 灵敏度分析的研究现状 |
1.4.1 响应面法 |
1.4.2 人工神经网络映射 |
1.5 相似误差的研究现状 |
1.6 目前研究存在的不足与本文的研究内容 |
1.6.1 目前研究存在的不足 |
1.6.2 本文的研究内容 |
第二章 半刚性钢结构基本相似关系的理论分析 |
2.1 引言 |
2.2 结构的相似理论 |
2.2.1 完全相似结构的相似判据 |
2.2.2 结构相似定理 |
2.2.3 相似判据的计算方法 |
2.3 半刚性钢结构梁柱节点相似关系 |
2.3.1 半刚性钢结构梁柱节点的宏观相似关系推导 |
2.3.2 半刚性钢结构梁柱节点的宏观相似关系的意义及缺陷 |
2.4 基于端板连接的非完全相似节点主要影响因素分析 |
2.4.1 自动化批量建立参数化分析有限元模型 |
2.4.2 端板连接边柱节点有限元计算基本参数 |
2.4.3 节点刚度的计算方法 |
2.4.4 灵敏度分析计算 |
2.5 本章小结 |
第三章 非完全相似半刚性连接的有限元分析 |
3.1 引言 |
3.2 半刚性钢结构梁柱连接的有限元模型 |
3.2.1 几何模型 |
3.2.2 材料模型 |
3.2.3 边界条件与计算假定 |
3.2.4 加载方式与测量内容 |
3.3 半刚性钢结构有限元分析的准确性校核 |
3.3.1 力-位移曲线对比 |
3.3.2 关键部位变形对比 |
3.4 完全相似节点的应力分布对比 |
3.5 非完全相似梁柱端板连接应力分布 |
3.5.1 端板厚度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.5.2 梁截面高度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.5.3 柱截面高度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.5.4 螺栓规格非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.6 非完全相似梁柱T型件连接的应力分布 |
3.6.1 T型端板厚度非完全相似对应力分布的影响 |
3.6.2 梁截面高度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.6.3 柱截面高度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.6.4 螺栓规格非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.7 塑性开展程度的影响 |
3.7.1 腹板连接件厚度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.7.2 柱截面高度非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.7.3 螺栓规格非完全相似对节点应力分布的影响 |
3.8 以节点转动刚度为目标量的相似性分析 |
3.8.1 弯矩转角曲线 |
3.8.2 节点转动刚度 |
3.9 本章小结 |
第四章 基于半刚性连接的非完全相似误差预测方法 |
4.1 引言 |
4.2 相似误差的定义 |
4.3 相似误差预测的代理模型方法 |
4.3.1 参数取值范围 |
4.3.2 节点模型库的精确解集构建 |
4.3.3 基于样本点关键参数与精确解集构建代理模型 |
4.3.4 相似代理模型的精度校核 |
4.4 单一因素变化时的误差预测方法 |
4.4.1 梁柱端板连接的误差预测公式 |
4.4.2 梁柱T型件连接的误差预测公式 |
4.5 考虑双因素相关性时的误差预测方法 |
4.5.1 Ch与Eb相关的响应面相似误差预测公式 |
4.5.2 Bh与Eb相关的响应面相似误差预测公式 |
4.6 考虑多因素相关性时的误差预测方法 |
4.6.1 基于深度学习的人工神经网络算法(DL) |
4.6.2 相似误差的神经网络预测方法实现步骤 |
4.7 算例 |
4.8 本章小结 |
第五章 半刚性连接节点相似模型试验研究 |
引言 |
5.1 试验目的 |
5.2 试验条件 |
5.2.1 试件设计 |
5.2.2 材性试验 |
5.2.3 加载制度与测点布置 |
5.3 缩尺试件的不完全相似特点 |
5.4 试验现象 |
5.4.1 试件FC-EP-M(足尺)与SC-EP-M(缩尺)的对比 |
5.4.2 试件FC-EP-S(足尺)与SC-EP-S(缩尺)的对比 |
5.4.3 试件FC-TP-M(足尺)与SC-TP-M(缩尺)的对比 |
5.4.4 试件FC-TP-S(足尺)与SC-TP-S(缩尺)的对比 |
5.4.5 试件FC-WP-M(足尺)与SC-WP-M(缩尺)的对比 |
5.4.6 试件FC-XP-M(足尺)与SC-XP-M(缩尺)的对比 |
5.5 试验结果分析 |
5.5.1 滞回曲线 |
5.5.2 骨架曲线 |
5.5.3 耗能能力 |
5.5.4 测试点应变 |
5.6 相似误差的预测及修正 |
5.7 本章小结 |
第六章 半刚性钢框架的非完全相似误差预测方法 |
6.1 引言 |
6.2 半刚性钢框架相似关系 |
6.2.1 半刚性钢框架的宏观相似关系推导 |
6.2.2 半刚性钢框架结构的宏观相似关系的意义及缺陷 |
6.3 半刚性钢框架相似误差预测算例 |
6.4 各因素对模型整体相似度的贡献 |
6.4.1 梁柱构件规格模数的影响 |
6.4.2 梁柱节点刚度的影响 |
6.4.3 柱脚节点刚度的影响 |
6.4.4 小结 |
6.5 神经网络模拟 |
6.6 相似误差的预测效果 |
6.7 结论 |
第七章 结构非完全相似误差预测方法提炼与归纳 |
结论与展望 |
论文的主要结论 |
论文的创新点 |
论文研究的未来展望 |
参考文献 |
附录(Python 代码) |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(4)锚固单向螺栓力学性能及其在抗弯框架中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 单向螺栓连接介绍 |
1.2.1 Hollo-Bolt |
1.2.2 Flowdrill |
1.2.3 The Ajax Oneside |
1.2.4 The Molabolt |
1.2.5 BOM和 HSSB |
1.2.6 改进单向螺栓 |
1.3 单向螺栓力学性能研究现状 |
1.4 方钢管柱型钢梁梁柱连接节点研究现状 |
1.4.1 方钢管柱型钢梁梁柱连接节点类型 |
1.4.2 连接分类方法 |
1.4.3 组件法的研究现状 |
1.5 单向螺栓连接节点研究现状 |
1.5.1 空心方钢管柱与型钢梁单向螺栓连接节点研究现状 |
1.5.2 方钢管混凝土柱与型钢梁单向螺栓连接节点研究现状 |
1.5.3 单向螺栓连接节点有限元分析 |
1.6 外套管式方钢管柱与型钢梁节点研究 |
1.7 目前研究存在的不足 |
1.8 本文的研究内容 |
第二章 锚固单向螺栓拉拔性能试验研究 |
2.1 试验目的 |
2.2 试验概况 |
2.2.1 试件设计 |
2.2.2 材性设计 |
2.2.3 试验装置及加载制度 |
2.3 试验现象及破坏模式 |
2.3.1 钢管壁约束锚固单向螺栓单孔拉拔试件 |
2.3.2 钢管壁约束锚固单向螺栓双孔拉拔试件 |
2.3.3 无钢管壁约束锚固单向螺栓单孔拉拔试件 |
2.4 试验结果及分析 |
2.4.1 荷载-位移曲线 |
2.4.2 参数分析 |
2.4.3 传力机制与受力机理分析 |
2.4.4 轴向拉伸力学模型 |
2.5 锚固单向螺栓设计 |
2.5.1 锚固端 |
2.5.2 内螺杆 |
2.5.3 螺栓布置 |
2.6 本章小结 |
第三章 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点性能研究 |
3.1 试验目的 |
3.2 试验概况 |
3.2.1 试件设计 |
3.2.2 试件准备 |
3.2.3 材性试验 |
3.2.4 试验装置和加载制度 |
3.2.5 加载制度 |
3.2.6 测点布置和量测 |
3.3 试验现象与破坏形态 |
3.4 试验分析和讨论 |
3.4.1 滞回曲线 |
3.4.2 骨架曲线 |
3.4.3 节点分类 |
3.4.4 转动能力和延性 |
3.4.5 强度退化 |
3.4.6 刚度退化 |
3.4.7 能量耗散 |
3.5 本章小结 |
第四章 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点有限元分析 |
4.1 概述 |
4.2 有限元模型的建立 |
4.2.1 几何尺寸 |
4.2.2 材料属性 |
4.2.3 接触与约束 |
4.2.4 单元选取和网格划分 |
4.2.5 边界条件 |
4.2.6 加载方式 |
4.2.7 隐式与显式算法 |
4.3 有限元分析和试验结果对比 |
4.3.1 破坏模式对比 |
4.3.2 弯矩-转角曲线对比 |
4.4 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点工作机理分析 |
4.4.1 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点工作机理分析 |
4.4.2 加劲肋的作用 |
4.4.3 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点荷载传递方式 |
4.5 参数分析 |
4.5.1 轴压比 |
4.5.2 摩擦面抗滑移系数 |
4.5.3 混凝土强度 |
4.5.4 端板形式与尺寸 |
4.5.5 螺栓直径和横向间距 |
4.5.6 局部加强长度和厚度 |
4.5.7 加劲肋形状与厚度 |
4.6 锚固单向螺栓新型空间连接节点 |
4.7 本章小结 |
第五章 锚固单向螺栓方钢管混凝土柱节点理论研究 |
5.1 引言 |
5.2 节点初始转动刚度 |
5.2.1 确定对节点刚度有贡献的组件 |
5.2.2 各组件的刚度计算 |
5.2.3 组合各刚度的计算模型 |
5.3 节点抗弯承载力 |
5.3.1 单向螺栓强度控制的节点抗弯承载力计算 |
5.3.2 端板强度控制的节点抗弯承载力计算 |
5.3.3 钢管混凝土柱强度控制的节点抗弯承载力计算 |
5.4 节点弯矩-转角简化模型 |
5.4.1 节点弯矩-转角关系幂模型 |
5.4.2 节点弯矩-转角关系三段式模型 |
5.4.3 节点弯矩-转角关系设计建议模型 |
5.5 本章小结 |
第六章 锚固单向螺栓钢管混凝土柱组合框架性能研究及工程设计建议 |
6.1 基于OpenSees的半刚性组合框架动力时程分析 |
6.1.1 OpenSees有限元建模 |
6.1.2 半刚性对组合框架动力性能的影响 |
6.2 锚固单向螺栓钢管混凝土柱节点工程设计建议 |
6.2.1 节点设计方法建议 |
6.2.2 节点构造要求 |
6.2.3 节点施工方法 |
6.3 本章小结 |
结论与展望 |
一、结论 |
二、设计建议 |
三、创新点 |
四、展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(5)含可更换角钢的柱脚抗弯性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 半刚性节点的分类和特性 |
1.3 半刚性梁柱节点的研究现状 |
1.3.1 国内研究现状 |
1.3.2 国外研究现状 |
1.4 柱脚节点的研究现状 |
1.4.1 国内研究现状 |
1.4.2 国外研究现状 |
1.5 本文的主要内容和技术路线 |
第2章 含可更换角钢的柱脚抗弯性能试验 |
2.1 引言 |
2.2 试验目的 |
2.3 试件设计及加工 |
2.3.1 角钢的设计 |
2.3.2 重复使用构件的设计 |
2.4 试验加载及测量 |
2.4.1 加载装置 |
2.4.2 测量内容 |
2.4.3 加载制度 |
2.5 材性试验 |
2.6 试验现象及破坏模式 |
2.6.1 强轴加载试件 |
2.6.2 弱轴加载试件 |
2.7 试验结果分析 |
2.7.1 采集数据处理 |
2.7.2 滞回曲线 |
2.7.3 骨架曲线 |
2.7.4 能量耗散系数 |
2.7.5 累积耗能 |
2.7.6 残余位移比 |
2.7.7 复位强度比 |
2.8 本章小结 |
第3章 数值模拟及参数分析 |
3.1 引言 |
3.2 有限元模型 |
3.2.1 ABAQUS介绍 |
3.2.2 单元选取与材料属性 |
3.2.3 网格划分 |
3.2.4 接触分析 |
3.2.5 边界条件及加载 |
3.3 有限元模拟结果分析 |
3.3.1 模型验证 |
3.3.2 应力及变形情况 |
3.4 有限元参数分析 |
3.4.1 角钢厚度 |
3.4.2 角钢水平肢螺栓孔位置 |
3.4.3 摩擦系数 |
3.5 本章小结 |
第4章 节点强度理论模型 |
4.1 引言 |
4.2 理论模型的建立 |
4.3 材料本构的选择 |
4.4 分析结果 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间研究成果 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(6)全装配式中空夹层钢管混凝土半刚性组合框架非线性时程分析及地震易损性分析(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 中空夹层钢管混凝土特点及研究现状 |
1.2.1 中空夹层钢管混凝土构件层面相关研究概述 |
1.2.2 中空夹层钢管混凝土节点层面相关研究概述 |
1.3 高强单边螺栓连接半刚性节点相关研究概述 |
1.4 钢管混凝土框架动力性能相关研究概述 |
1.5 装配式楼板试验研究现状 |
1.6 地震易损性分析研究现状 |
1.7 本文主要研究内容 |
第二章 中空夹层钢管混凝土半刚性节点弯矩-转角模型 |
2.1 引言 |
2.2 弯矩-转角模型 |
2.2.1 负弯矩作用下中空夹层半刚性节点初始刚度计算公式 |
2.2.2 正弯矩作用下中空夹层半刚性节点初始刚度计算公式 |
2.2.3 负弯矩作用下中空夹层半刚性节点抗弯承载力计算公式 |
2.2.4 正弯矩作用下中空夹层半刚性节点抗弯承载力计算公式 |
2.3 本章小结 |
第三章 中空夹层半刚性节点静力及框架拟动力试验验证 |
3.1 引言 |
3.1.1 OpenSees简介 |
3.1.2 纤维截面法 |
3.2 材料本构模型 |
3.2.1 混凝土本构模型 |
3.2.2 钢材本构模型 |
3.2.3 螺栓本构模型 |
3.3 半刚性节点及框架有限元模型 |
3.3.1 纤维截面模型 |
3.3.2 半刚性节点域模型 |
3.3.3 装配式组合楼板-钢梁抗剪模型 |
3.4 方中空夹层钢管混凝土半刚性节点验证 |
3.5 钢管混凝土装配式楼板半刚性节点验证 |
3.6 钢管混凝土半刚性框架动力验证 |
3.7 本章小结 |
第四章 全装配式中空夹层半刚性框架结构非线性时程分析 |
4.1 引言 |
4.2 模型建立 |
4.2.1 原型结构介绍 |
4.2.2 典型结构计算模型 |
4.3 地震波选取 |
4.4 典型结构非线性时程分析及评价 |
4.4.1 层间位移角分析 |
4.4.2 残余层间位移角分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 全装配式中空夹层钢管混凝土框架地震易损性分析 |
5.1 引言 |
5.1.1 增量动力分析法 |
5.1.2 基于IDA的结构地震易损性分析 |
5.2 典型结构建立 |
5.3 地震动选取与调幅 |
5.3.1 地震动选取 |
5.3.2 地震动调幅 |
5.3.3 地震动强度指标及需求指标选取 |
5.3.4 典型结构性能水平确定 |
5.4 易损性分析概率函数 |
5.5 基于S_a(T_1,5%)的非倒塌概率地震易损性分析 |
5.5.1 典型结构概率地震需求分析 |
5.5.2 典型结构概率地震易损性分析 |
5.6 基于S_a(T_1,5%)的倒塌概率地震易损性分析 |
5.6.1 典型结构倒塌易损性分析 |
5.6.2 典型结构抗倒塌能力评估 |
5.7 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.1.1 半刚性节点计算公式及相关验证工作 |
6.1.2 全装配式中空夹层钢管混凝土半刚性框架非线性分析 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
(7)局部可更换钢框架梁柱节点受力性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 外伸端板连接研究现状 |
1.3 拼接节点研究现状 |
1.4 可更换节点研究现状 |
1.5 本文的研究对象和总体思路 |
1.5.1 本文研究对象 |
1.5.2 总体思路 |
第二章 可更换钢框架梁柱节点设计 |
2.1 试件模型选取 |
2.2 外伸端板连接设计 |
2.2.1 构造要求 |
2.2.2 承载力设计 |
2.3 拼接连接设计 |
2.3.1 构造要求 |
2.3.2 承载力设计 |
2.4 翼缘削弱尺寸 |
2.5 本章小结 |
第三章 有限元模型建立与验证 |
3.1 BASE试件有限元模型建立 |
3.1.1 部件 |
3.1.2 材料属性 |
3.1.3 单元类型及网格划分 |
3.1.4 相互作用 |
3.1.5 边界条件及加载方式 |
3.2 外伸端板型节点的有限元验证 |
3.2.1 试验基本概况 |
3.2.2 有限元计算与试验结果对比 |
3.3 拼接型节点的有限元验证 |
3.3.1 试验基本概况 |
3.3.2 有限元计算与试验结果对比 |
3.4 本章小结 |
第四章 可更换钢框架梁柱节点静力荷载下的受力分析 |
4.1 受力模式与机理 |
4.1.1 荷载-位移曲线 |
4.1.2 塑性铰形成及发展规律 |
4.1.3 端板连接处应力状况 |
4.1.4 拼接处应力状况 |
4.2 应力路径分析 |
4.2.1 沿梁长度方向 |
4.2.2 沿梁宽度方向 |
4.2.3 沿连接板长度方向 |
4.3 本章小结 |
第五章 可更换钢框架梁柱节点循环荷载下的受力分析 |
5.1 翼缘削弱深度c的影响 |
5.1.1 破坏形态 |
5.1.2 滞回曲线与骨架曲线 |
5.1.3 承载力与延性 |
5.1.4 耗散能量分析 |
5.1.5 刚度退化及强度退化分析 |
5.2 翼缘削弱长度b的影响 |
5.2.1 破坏形态 |
5.2.2 滞回曲线及骨架曲线 |
5.2.3 承载力及延性 |
5.2.4 耗散能量分析 |
5.2.5 刚度退化及强度退化分析 |
5.3 翼缘削弱起始点a的影响 |
5.3.1 破坏形态 |
5.3.2 滞回曲线及骨架曲线分析 |
5.3.3 承载力及延性分析 |
5.3.4 耗散能量分析 |
5.3.5 刚度退化及强度退化分析 |
5.4 可更换短梁长度l的影响 |
5.4.1 破坏形态 |
5.4.2 滞回曲线及骨架曲线分析 |
5.4.3 承载力及延性分析 |
5.4.4 耗散能量分析 |
5.4.5 刚度退化及强度退化分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 可更换短梁材性对节点力学性能的影响 |
6.1 节点参数设计 |
6.2 材料属性 |
6.3 静力性能分析 |
6.4 循环加载分析 |
6.4.1 破坏形态 |
6.4.2 滞回曲线 |
6.4.3 承载力及延性 |
6.4.4 耗能分析 |
6.4.5 刚度退化及强度退化 |
6.5 本章小结 |
结论与展望 |
一 结论 |
二 展望 |
参考文献 |
硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(8)新型梁柱端板连接装配式刚性节点力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景与意义 |
1.3 国内外钢结构节点研究现状 |
1.3.0 外伸端板内部传力机制 |
1.3.1 外伸端板式节点研究现状 |
1.3.2 焊接刚性节点加强的研究现状 |
1.3.3 在美国行业规范下刚性端板判定 |
1.3.4 端板撬力国内外研究现状 |
1.3.5 螺栓受力研究现状 |
1.3.6 欧洲规范下的刚性节点判定 |
1.4 主要研究内容与研究方法 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
第2章 传统外伸端板节点与新型装配式节点设计 |
2.1 节点设计原则与基本信息 |
2.1.1 节点设计原则 |
2.1.2 节点设计基本信息 |
2.2 传统外伸端板节点与新型装配式节点设计 |
2.2.1 传统外伸端板连接节点设计 |
2.2.2 新型加强型外伸端板连接节点设计 |
2.2.3 新型节点的设计理念与节点几何参数的对比 |
2.3 本章小结 |
第3章 有限元非线型分析与设置 |
3.1 有限元建模 |
3.1.1 有限元软件的选取 |
3.1.2 有限元模型的建立 |
3.1.3 非线性材料 |
3.1.4 网格划分 |
3.2 单元设置 |
3.2.1 实体单元 |
3.2.2 接触算法以及接触单元选择 |
3.2.3 预紧单元 |
3.3 非线性分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 传统外伸端板式节点与新型节点力学性能分析与对比 |
4.1 引言 |
4.2 base构件与rf构件设计 |
4.3 边界条件及加载制度 |
4.4 base节点单调荷载作用下力学性能分析 |
4.4.1 构件破坏模式 |
4.4.2 单调荷载下荷载位移曲线 |
4.5 低周往复荷载下力学性能分析 |
4.6 抗震性能分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 节点螺栓弯拉承载力 |
5.1 引言 |
5.2 端板与螺栓变形协调 |
5.2.1 力学模型分析 |
5.2.2 力学模型的验证 |
5.2.3 螺栓弯拉受力原理 |
5.2.4 螺栓弯拉作用下强度验算方法 |
5.3 考虑撬力与螺栓弯矩的设计流程 |
5.4 算例 |
5.4.1 基于设计流程的设计建议 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
个人简历 |
申请学位期间参与的科研项目及发表的学术论文 |
致谢 |
(9)方钢管混凝土法兰外环板式梁柱节点抗震性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 钢管混凝土结构概述 |
1.2.1 钢管混凝土结构的特点及分类 |
1.2.2 钢管混凝土结构的国内外研究与应用 |
1.2.2.1 国外对钢管混凝土结构的研究 |
1.2.2.2 国内对钢管混凝土结构的研究 |
1.2.2.3 钢管混凝土结构在国内外的工程应用 |
1.3 钢管混凝土柱-钢梁节点研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 本文研究内容 |
1.5 本文课题来源 |
第二章 方钢管混凝土梁柱节点相关理论基础 |
2.1 方钢管混凝土梁柱节点的分类 |
2.1.1 铰接节点 |
2.1.2 半刚性节点 |
2.1.3 刚性节点 |
2.2 方钢管混凝土梁柱节点的设计相关规定和法则 |
2.2.1 强柱弱梁 |
2.2.2 强节点弱构件 |
2.2.3 节点转动能力的相关规定 |
2.3 方钢管混凝土梁柱节点的承载力及屈服准则 |
2.3.1 节点的受力状态 |
2.3.2 节点的抗剪机理和影响因素 |
2.3.2.1 节点的抗剪机理 |
2.3.2.2 节点的破坏模式 |
2.3.2.3 节点的抗剪承载力影响因素 |
2.3.3 钢材的屈服准则 |
2.3.4 混凝土的破坏准则 |
2.4 本章小结 |
第三章 节点拟静力试验研究及有限元模型验证 |
3.1 引言 |
3.2 节点设计制作 |
3.2.1 节点试件设计 |
3.2.1.1 节点设计相关注意事项 |
3.2.1.2 节点试件具体构造 |
3.2.2 节点试件设计计算分析 |
3.2.3 节点试件制作与组装 |
3.3 材性试验 |
3.3.1 钢材的力学性能 |
3.3.2 混凝土的力学性能 |
3.4 试件加载方案 |
3.4.1 加载装置 |
3.4.2 加载制度 |
3.4.3 量测内容 |
3.5 有限元模型的验证 |
3.5.1 有限元应力云图与试验现象对比 |
3.5.2 有限元滞回曲线与试验结果对比 |
3.5.3 有限元骨架曲线与试验结果对比 |
3.6 本章小结 |
第四章 法兰外环板式梁柱节点有限元抗震性能分析 |
4.1 有限元法及软件 |
4.2 材料的本构关系 |
4.2.1 混凝土的本构关系 |
4.2.2 钢材的本构关系 |
4.3 节点有限元分析试件设计方案 |
4.3.1 节点试件设计参数相关规定 |
4.3.2 节点有限元抗震性能分析设计方案 |
4.4 节点试件有限元模型的建立 |
4.4.1 单元选取 |
4.4.2 装配模型 |
4.4.3 分析步的设置 |
4.4.4 相互作用的设置 |
4.4.5 荷载及边界条件的施加 |
4.4.6 网格的划分 |
4.5 节点区应力输出及分析 |
4.5.1 节点整体的应力云图 |
4.5.2 节点主要构件的应力云图 |
4.6 节点的抗震性能分析 |
4.6.1 力-位移滞回曲线 |
4.6.2 力-位移骨架曲线 |
4.6.3 节点延性 |
4.6.4 耗能能力 |
4.6.5 刚度退化 |
4.6.6 强度退化 |
4.7 本章小结 |
第五章 节点参数对其力学性能的影响分析 |
5.1 轴压比对节点力学性能的影响 |
5.1.1 应力云图 |
5.1.2 滞回曲线 |
5.1.3 骨架曲线 |
5.1.4 刚度退化 |
5.2 去掉混凝土后对节点力学性能的影响 |
5.2.1 应力云图 |
5.2.2 滞回曲线 |
5.2.3 骨架曲线 |
5.2.4 刚度退化 |
5.3 钢材整体的强度对节点力学性能的影响 |
5.3.1 应力云图 |
5.3.2 滞回曲线 |
5.3.3 骨架曲线 |
5.3.4 刚度退化 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:攻读硕士学位期间所取得的成果 |
(10)方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架抗震性能及设计方法(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 本论文所研究结构体系介绍 |
1.3 方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架的研究现状 |
1.3.1 节点抗震性能的研究 |
1.3.2 柔性支撑受力性能的研究 |
1.3.3 类似结构体系受力性能和设计方法的研究 |
1.3.4 现有研究和设计方法的不足 |
1.4 论文主要研究内容 |
第2章 方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架抗震拟静力试验 |
2.1 概述 |
2.2 试件设计 |
2.2.1 原型框架结构 |
2.2.2 框架详图 |
2.2.3 材料性能 |
2.3 试验方案 |
2.3.1 试验装置 |
2.3.2 加载方案 |
2.3.3 测量方案 |
2.4 试验现象 |
2.4.1 支撑 |
2.4.2 梁和节点 |
2.4.3 柱 |
2.4.4 混凝土楼板 |
2.5 框架的整体受力性能 |
2.5.1 滞回性能与骨架曲线 |
2.5.2 侧移刚度 |
2.5.3 变形性能 |
2.5.4 耗能性能 |
2.6 框架中的构件和节点受力性能 |
2.6.1 构件的受力性能 |
2.6.2 节点的受力性能 |
2.6.3 结构的塑性开展次序 |
2.6.4 预制装配式楼板的组合作用 |
2.7 本章小结 |
第3章 方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架振动台试验 |
3.1 概述 |
3.2 试件设计 |
3.2.1 振动台试验模型 |
3.2.2 相似关系 |
3.2.3 材料性能 |
3.3 试验方案 |
3.3.1 试件拼装 |
3.3.2 加载制度 |
3.3.3 量测内容 |
3.4 试验结果 |
3.4.1 试验现象 |
3.4.2 模型的动力性能 |
3.4.3 模型的地震响应 |
3.5 原型结构的受力性能 |
3.5.1 原型结构的动力特性 |
3.5.2 原型结构的抗震性能 |
3.6 本章小结 |
第4章 方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架的有限元模型 |
4.1 概述 |
4.2 螺栓连接的有限元模型 |
4.2.1 螺栓受拉的螺栓连接 |
4.2.2 螺栓受剪的螺栓连接 |
4.3 端板节点的有限元模型 |
4.3.1 端板钢节点 |
4.3.2 栓钉剪力连接件 |
4.3.3 端板组合节点 |
4.3.4 总结与讨论 |
4.4 柔性支撑的有限元模型 |
4.4.1 柔性支撑等效模型 |
4.4.2 模型验证 |
4.5 框架抗震性能的精细化有限元模型 |
4.5.1 精细化有限元模型 |
4.5.2 模拟结果对比 |
4.6 框架抗震性能杆系单元有限元模型 |
4.6.1 杆系单元有限元模型 |
4.6.2 模拟结果对比 |
4.7 本章小结 |
第5章 方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架抗震设计方法 |
5.1 概述 |
5.2 现行规范的相关规定 |
5.2.1 对柔性支撑钢框架适用范围的规定 |
5.2.2 结构内力分析时节点转动刚度的考虑 |
5.2.3 端板节点初始转动刚度的计算方法 |
5.2.4 端板节点承载力的计算方法 |
5.3 节点初始转动刚度及承载力简化计算方法 |
5.3.1 节点初始转动刚度简化计算方法 |
5.3.2 节点承载力简化计算方法 |
5.3.3 有限元模型验证 |
5.3.4 简化计算方法验证 |
5.4 框架的抗震设计方法 |
5.4.1 基本流程和一般规定 |
5.4.2 构件验算 |
5.4.3 节点验算 |
5.5 框架算例 |
5.6 本章小结 |
第6章 方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架算例验证及设计建议 |
6.1 概述 |
6.2 有限元模型 |
6.2.1 精细模型 |
6.2.2 杆系模型 |
6.3 弹塑性静力推覆分析 |
6.3.1 侧向力分布 |
6.3.2 有限元模拟结果 |
6.3.3 性能指标 |
6.3.4 分析与讨论 |
6.4 弹塑性动力时程分析 |
6.4.1 地震波选取 |
6.4.2 两种模型对比 |
6.4.3 有限元模拟结果 |
6.4.4 分析与讨论 |
6.5 设计建议 |
6.5.1 构造建议 |
6.5.2 刚度比的建议取值范围 |
6.5.3 支撑节点的荷载调整系数 |
6.6 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录A 钢框架拟静力试验试件加工图和实际峰值位移 |
附录B 钢框架振动台试验模型加工图和详细试验结果 |
附录C 框架静力推覆分析计算结果 |
附录D 框架算例动力时程分析计算结果 |
致谢 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、外伸端板半刚性节点在循环荷载作用下的研究(论文参考文献)
- [1]隅撑加强钢框架半刚性连接节点抗震性能研究[D]. 张永良. 沈阳建筑大学, 2021
- [2]装配式钢管混凝土叠合柱节点抗震性能及框架地震易损性分析[D]. 胡志涵. 合肥工业大学, 2021(02)
- [3]钢结构半刚性连接及框架非完全相似误差分析方法的研究[D]. 赵东卓. 华南理工大学, 2020(05)
- [4]锚固单向螺栓力学性能及其在抗弯框架中的应用研究[D]. 王一焕. 华南理工大学, 2020
- [5]含可更换角钢的柱脚抗弯性能研究[D]. 王承磊. 山东大学, 2020(10)
- [6]全装配式中空夹层钢管混凝土半刚性组合框架非线性时程分析及地震易损性分析[D]. 仲力平. 合肥工业大学, 2020(02)
- [7]局部可更换钢框架梁柱节点受力性能研究[D]. 彭志明. 长安大学, 2020(06)
- [8]新型梁柱端板连接装配式刚性节点力学性能研究[D]. 熊英庆. 桂林理工大学, 2020(01)
- [9]方钢管混凝土法兰外环板式梁柱节点抗震性能研究[D]. 吴所谓. 昆明理工大学, 2020(05)
- [10]方钢管柱端板节点柔性支撑钢框架抗震性能及设计方法[D]. 尹昊. 清华大学, 2019(02)