钢框架梁柱弱轴连接及狗骨式节点抗震性能研究

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1、兰州理工大学硕士学位论文钢框架梁柱弱轴连接及狗骨式节点抗震性能研究姓名：张丹丽申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：王万祯;王秀丽20070501硕b学位论文摘要梁柱连接起着在梁柱之间传递弯矩和剪力的作用，其性能直接关系到结构的整体反应。在1994年北岭地震和1995年阪神地震中，梁柱连接发生了大量的脆性破坏，显示出了人们对梁柱连接受力性能和破坏机理的认识不足。为避免人员伤亡和财产损失，研究梁柱连接在循环荷载下的破坏机理、提出新的节点构造和抗震设计对策，具有重要的理论意义和工程价值。目前国内外对梁柱连接的研究主要集中在梁柱翼缘连接，对梁柱腹板连接研究较少，且国内

2、相关规范大多针对翼缘连接，对梁柱腹板连接的设计规定也很少。因此，本文对梁柱腹板连接受力性能进行研究。为更精确地模拟梁柱腹扳连接在地震作用下的断裂行为，本文数值模型中考虑大变形、大应变、螺栓预拉力及螺栓处的接触滑移，采用Mises屈服准则，多线性随动强化本构关系，并引入开裂因子剖析连接断裂。在验证断裂准则和数值模型后，对基本试件及由此衍生的系列试件，分别用以研究螺栓直径及排列方式、柱翼缘宽度、柱轴压比等参数对连接的影响。对其在单调和循环荷载作用下受力性能及滞回性能进行了非线性有限元模拟，并对数值模拟关键部位应力场进行了分析。根据分析结果，为工程设计提供了参考建议。在明

3、析传统节点破坏机理的基础上，对梁柱弱轴狗骨式新型节点进行了参数研究，探讨了削弱三参数对其受力性能的影响，最后给出了改进节点的抗震建议。本文有限元模型较为真实地模拟了梁柱腹板连接和狗骨式连接在循环荷载作用下的破坏行为。研究内容比较系统，提出的结论及建议对于工程设计具有参考价值。·关键词：梁柱腹板连接；循环荷载；抗震性能；参数分析；弱轴狗骨式节点钢框架梁柱弱轴连接及狗骨式节点抗震性能研究AbstractAsimportantpartsinsteelf}ame．beam·to—cloumnconnectionsplayavitalroleintransferringofm

4、omentsandshearingforces，andtheirbehaviorsdirectlyaffecttheoverallbehaviorofsteelflames．Inthe1994NorthridgeearthquakeinAmericaand1995Hyogoken-NanbuearthquakeinJapan，thereweregreatmanybrittlefailuresofbeam-tO—columnconnections，whichindicatedthatcognitionsofpeopleonthestressbehavioranddam

5、agemechanismofbeam-·to·-cloumnconnectionswereratherinadequate．Inordertoavoidthepersonnelcasualtyandthepropertydamage，tostudydamagemechanismofbeam·-to-·columnconnectionsundercyclicalloadandtopropoundnewjointsrequirementsandantiseismicdesignmeasureshaveimportanttheoreticalsignificationan

6、dengineeringvalue．Atpresent，manyresearchesareconcentratedonbeam·to·columnflangeconnections，thereareonlyafewresearchesonwebconnections．NOW，correlatedspecificationsinChinamostlyaimatflangeconnections，anddesigngaugerulesconnectingtowebconnectionsareveryfew．Therfore，themajorstudyprojectoft

7、hispaperaimsatbeam—to·columnwebconnections．Inordertosimulatefracturemechanismofbeam．．to．．columnwebconnectionsunderseismicload，largedeformation，largestrain，high-strengthboltspretensionandtouchslippageareconsideredinFEM．Misesyieldrule．andmultilinearhardeningmodelofstress-strainareadopt