浅谈矩形钢管柱柱外传力钢框架节点性能研究

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1、广州大学硕士学位论文矩形钢管柱柱外传力钢框架节点性能研究姓名：王喜堂申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：徐忠根20070528摘要钢结构具有轻质高强、抗震性能好、工业化程度高、施工速度快、符合环保要求、可持续发展和科技含量较高等优点，随着我国实行积极采用钢结构的政策以及我国钢总产量进一步提高，建筑钢结构得到迅速的发展。钢结构设计主要是注重两个方面的内容研究，一是结构构件和整体稳定；一是节点性能研究。1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震强震中，都导致了焊接梁柱连接节点的广泛破坏。震后两国对梁柱连接节点进行了大量的调查和研究，提出了大量改进钢框架节点设计的技术措施和加强

2、措施。在改进刚性节点设计的思路中，传统做法一般有以下两种：一是在梁端连接部位局部加强，；二是在离开柱面一定距离出将梁局部削弱。两种方法其节点梁之间的内力主要通过柱子来传递，节点破坏一般发生在节点梁柱连接处。本文研究的节点改变了以往的传统做法，通过实现节点柱外传力对节点加强，加强的方法就是在节点处梁翼缘上加传力板来实现柱外传力，从而提出一种新的加强节点——矩形钢管柱柱外传力钢框架节点。这样节点梁之间的内力主要通过传力板来传递，节点破坏也改变了传统的破坏形式，节点破坏主要发生在梁上传力板连接处。本文利用非线性有限单元法，通过选用大型通用有限元软件ANSYS8．1对矩形钢管柱柱外传力钢框

3、架节点进行有限元非线性计算分析，主要作了以下几个研究工作：①对矩形钢管柱柱外传力钢框架节点在对称荷载作用下的应力集中、应力分布、以及破坏特征等受力性能进行了研究，从而对该节点的承载力性能进行了评价。o对矩形钢管柱加有传力板的柱外传力节点和没加传力板的普通节点以及和传统的局部加强节点在有、无柱轴压荷载两种情况下的极限承载力和刚度进行了比较分析，得出传力板柱外传力节点的可靠性和优越性。o通过对改变传力板宽度、位置、厚度等参数节点试件的分析，得出传力板参数的改变对柱外传力节点受力性能的影响，进一步得到该节点的受力性能。通过对矩形钢管柱柱外传力钢框架节点进行的有限元分析，得到了该节点的优越

4、性能以及传力板几何参数对节点性能的影响，为今后能够使此类节点更加广泛应用于工程提供重要的参考依据，并为进一步研究矩形钢管柱柱外传力钢框架节点性能打下基础。关键词：柱外传力；传力板；钢框架；极限承载力AbstractSteelstructurehasmanyadvantagessuchaslightweight，higllstrength，goodseismicproperty,highindustrialization，rapidconstruction，environmentprotection，sustainabledevelopment，hi【gh—techinvolveme

5、nt．Underthepoliciesofsteelstructureandtheimprovementofsteelproduction,steelbuildingdevelopsrapidly．Thedesignofsteelstructuremainlyincludestwoaspects．Oneisstabilityofcomponentsandthewholestructure，theotherisjointperformance’sresearch．DuringtheNorthridgeEarthquakein1994andHyogoken·NanbuEarthquak

6、ein1995，weldingbeam-columnjointsweregreatlydestroyed．Aftersurveysandresearchesonbeam-columnjoints，technicalmeasuresandstrengthenmeasurestoimprovejointdesignweretaken．Inordertoimprovejoints，therearctwotraditionalmethods．OneistostrerIgthenjointsattheendsofbeams；theotheristoweakenbeampartsnearcol

7、umns．Internalforcesbetweenbeamsaremainlytransferredbycolumns，failureofjointswilloccurmainlyatbeamcolumnjoints．Traditionalmethodsarechangedinthisdissertation．Byaddingplatesonflangesofbeams，anewsteelframejoint，transferringforceoutsiderect