梁端加腋型节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接边框架节点滞回性能的有限元分析

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1、分类号:TU39110710-2012128022硕士学位论文梁端加腋型节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接边框架节点滞回性能的有限元分析于颢杰导师姓名职称卢林枫副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2015年6月1日论文答辩日期2015年6月11日学位授予单位长安大学FiniteElementAnalysisontheHystereticBehavioroftheWeldedHaunchReinforcedConnectionwithBox-StrengthenjointRegioninfringeframeforWeakAxisofI-sectionColumnADi

2、ssertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YuHaojieSupervisor：AssociateProf.LuLinfengChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：Jfit•>〇冶年/月"日论文知识产权权属声明本人在导师指

3、导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：•年<月//日导师签名：亇年<月1，日摘要随着工程界对钢框架节点连接安全的日益重视，相关的研究也不断深入，但其研究成果大都集中在强轴连接方向，弱轴方面的研究则相对较少。本文在前人已做的梁端加腋型节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接的单调荷载试验研究的基础上，运用有限元分析软件ABAQUS6.11对梁端循环荷载作用下新型节点的滞回性能进行分析研

4、究。本文所研究的节点属于钢框架边节点形式，共涉及到栓焊混合连接标准型节点、单侧加腋型节点、双侧对称加腋型节点、盖板-加腋型节点以及焊缝应力改进型加腋节点。文章对柱子轴压比、连接板接触面抗滑移系数、蒙皮板高度及厚度、钢材材性、柱腹板厚度、强轴弯矩、梁柱线刚度比等因素进行了变参数分析。由分析得到了弯矩-转角曲线、骨架曲线、初始转动刚度、承载力、转角延性、梁端塑性转角等节点参数，还得到了以上各个节点模型的破坏形式以及节点域和蒙皮板处的应力分布情况，此外，文章还分别对以上几种节点进行了刚度分类，最后根据有限元分析结果对相关节点的设计提出了一系列建议。有限元分析结果表明：柱轴压比超过0.5时轴压力

5、对节点延性的影响不可忽略，新型弱轴连接形式中柱子轴压比不应超过0.7；接触面抗滑移系数只对节点的延性有较大影响；蒙皮板厚度对节点性能及连接安全有重大影响，建议当蒙皮板厚度较大时采用抗层间撕裂的Z向钢材；蒙皮板高度对节点性能基本没有影响；高强度钢材的应用会一定程度的降低节点的延性；强轴弯矩对新型弱轴连接节点性能影响很小；节点初始转刚度主要受柱子截面尺寸以及蒙皮板厚度影响；本文新型弱轴连接形式的梁柱线刚度比值宜在1.0左右范围取值。单侧加腋型节点较标准型节点在承载力和初始转动刚度方面有较大提高；盖板-加腋型节点能够在保证节点性能和连接安全前提下，降低蒙皮板厚度；焊缝应力改进型节点能够有效改善

6、梁翼缘对接焊缝应力分布，降低梁上翼缘焊缝脆断风险；双侧对称加腋型节点的性能受蒙皮板厚度影响较小。本文的研究内容是节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接形式的完善和补充，其结论具有一定的参考价值，可为新型弱轴连接形式的后续研究提供参考。关键词：钢框架节点，弱轴连接，节点域箱形加强型，加腋，有限元分析，ABAQUS★本文研究得到国家自然科学基金资助项目(51278061)的资助iAbstractWiththeincreasingemphasisonthesafetyofsteelframebeam-columnjoints,moreandmorerelativeresearcheshasbeend

7、eepenandimproved,whilemostoftheresearchachievementsconcentrateonthestrongaxisandverysmallpartinvolvesweak-axis.Onthebasisofthepreviousresearch,whichisExperimentalResearchonWeldedHaunchReinforcedofBoxStrengthen-jointReg