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《石家庄铁道大学》 2011年
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嵌固式节点受力性能分析

索婉秋  
【摘要】:随着我国经济技术不断发展,钢结构在建筑领域的应用日益广泛,钢框架中节点的设计形式呈现出多样性的趋势。梁柱节点是整个框架中重要的连接部分,节点的力学性能对整个框架的受力性能有很大的影响。对于常见节点形式的研究国内外学者已做了大量细致的工作,而对于嵌固式节点形式的研究却较少。本文依托于河北省自然科学基金项目“一种全新嵌固式组装钢框架结构研究”(E2008000438),对嵌固式节点的力学特性进行了初步探讨。 本文以嵌固式节点为研究对象,运用ANSYS有限元分析软件对嵌固式节点进行数值仿真分析,将仿真实验结果与实体模型实验结果进行比较,验证了采用SHELL181壳单元、CONTA173和TARGE170接触单元模拟嵌固式节点的可行性,得到了框架中不同位置节点的M -θr关系曲线。在嵌固式节点有限元模型的基础上,建立嵌固式门式框架有限元模型,得到了嵌固式门式框架在不同的荷载工况条件下节点的M -θr曲线关系。通过对不同荷载组合情况下得到的M -θr曲线进行比较可知,节点刚度随着荷载组合的变化而变化,但两个方向框架中嵌固式节点刚度的变化规律不同。Y方向框架的节点刚度要大于X方向框架。当仅有水平荷载作用时,两个方向的嵌固式门式框架中的节点性质更接近于铰接。 根据嵌固式组装钢框架在多种荷载组合情况下得到的节点M -θr曲线的相关数据,综合考虑节点M -θr曲线的特性,采用非线性拟合的方法,得到两个方向框架中节点M -θr曲线的拟合公式。对拟合公式进行了方差分析,由相关指数R2的数值可知本文提出的嵌固式节点M -θr曲线的拟合公式是可靠的。嵌固式节点的研究才刚刚起步,本文的研究可为进一步深入研究嵌固式组装钢框架结构的力学性能提供借鉴和参考。
【学位授予单位】:石家庄铁道大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU391;TU311

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