钢结构梁柱刚性连接节点优化研究

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1、西安理工大学硕士学位论文钢结构梁柱刚性连接节点优化研究姓名：王芬申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：高兑现20070301摘要论文题目：钢结构梁柱剐性连接节点优化研究学科专业：结构工程研究生：王芬指导教师：高兑现教授摘要签名：随着经济的稳步发展，钢结构以其特殊的性能得以广泛的应用。但在1994年美国的北岭地震和1995年日本的阪神地震，以及钢结构在施工过程中出现的事故中，曾经被认为具有良好抗震性能的钢框架的粱柱连接处发现了大量的脆性断裂现象。地震后人们对钢框架粱柱连接性能及其对钢框架结构抗震性能的影响进行了大

2、量研究。钢框架结构的粱柱连接多按刚性连接设计，主梁与柱的连接具有足够刚度。钢结构梁柱节点按照连接方法可以分为：焊接节点、螺栓连接节点和栓焊混合连接节点。首先，本文从设计角度出发，分析了常用3种梁柱节点的设计方法，指出粱柱刚性连接节点设计中所存在的问题及其正确的设计方法。其次，详细阐述了通过利用狗骨式梁柱节点形式来优化设计钢框架梁柱节点。运用有限元ANSYS程序进行18个不同削弱参数的节点模型的运算，进行两种荷载作用下受力性能的对比分析。总结出当对梁翼缘进行削弱，且如果削弱位置和尺寸设计合理时，节点在荷载作用下应力最

3、大值将出现在具有很大塑性变形能力的梁翼缘削弱部位，偏离了在很多实际工程中最容易发生脆性破坏的梁柱节点连接处，达到通过设计增加结构的延性的目的。深入讨论了狗骨式节点削弱的合理位置和尺寸。再次，比较加强式连接、狗骨式连接、翼缘增强狗骨式连接等的受力性能，指出其设计中计算方法。在弹性、弹塑性有限元分析的基础上。对狗骨式节点和翼缘增强狗骨式节点进行了承载能力对比分析．结果表明：翼缘增强狗骨式节点设计可以将粱柱翼缘焊缝的塑性铰有效的转移到塑性好的母材区域．避免了在薄弱的焊根部位形成塑性铰，保护了韧性较差的焊缝。荷载作用下，翼

4、缘增强狗骨式节点的承载能力优于狗骨式节点。最后，根据以上研究分析结果，对常用的刚性连接节点作法，在抗震性能方面作一个评价。提出经济、合理、实用的节点形式以及施工建议。关键词：钢框架结构；节点优化方法；狗骨式节点；翼缘加强狗骨式节点；抗震性能西安理工大学硕士学位论文T-tIe：THEOPTIMUMRESEARCHOFBEAM-COLUMN-JOINCONNECT-IONOFTHESTEELSTRUCTUREMajor：StructureEngineeringName：FenWANGSupervisor：Prof．Du

5、ixianGAOsjgn砒u暇盈毖：signature：g生!!=：垒Alongwiththesteadydevelopmentoftheeconomy,thesteelstructuresarebeingappliedextensivelyBocaugcoftheSpeCis]function．Duringthe1994Northridgnearthquakeand1995Kobeearthquake，aswellasthetroublesofthesteelstructuresthatappearinthepr

6、ocessofconstruction．T§etypicalbeam-columnnmmentconnectioninsteelmoment-resisting缸mBsufferedunexpectedbrittlefailures．manystudiesonthebehaviorofbeam-columnconnectionsusedinsteelmomentresistingflanleandtheireffect0nseismicbehaviOrofsteelframeshavebeencarriedOuLT

7、hebeam-columnconnectionofthesteelframestructureusuallybeingusedwiththerigidconnectiondesigninwhichthereisenoughrigidintheconnectionofmainbeam-column．Accordingtotheconjunctionmethod,thesteelstructurebeam-columnconjunctioncallbedividedinto：weldconjunction，thebol

8、tconnectionnodeandbolt-weldconnection．Firstly,inthisthesis,bymeansofdesignpointofview,thecompleteanalysisandstudyhadbccndoneaboutthethreekindsofmainrigidconnectiondesign．Pointoutth