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《河南科技大学》 2007年
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空间半刚性连接钢框架有限元分析和研究

李跃辉  
【摘要】: 多高层钢框架结构作为一种重要的钢结构形式,在我国方兴未艾。传统钢框架结构分析和设计中,常假定梁柱连接为完全刚性或理想铰接,实际工程中的连接常介于这两者之间,属于半刚性连接。对连接特性的这种假定常造成一定的误差,有时甚至得到错误的结论。本论文主要对空间半刚性连接钢框架进行了非线性有限元分析和研究。 本论文首先介绍了空间钢框架结构研究的现状及存在的问题。在广泛分析和研究国内外有关刚性及半刚性连接钢框架理论分析的基础上,重点阐述了基于连续介质力学有限变形理论和内力屈服面塑性流动理论的结构分析有限单元法。在Kishi-Chen幂函数半刚性连接力学模型的基础上,推导了半刚性连接空间杆单元二阶弹性及弹塑性刚度矩阵方程,该矩阵方程综合考虑了半刚性连接、二阶效应、材料非线性及剪切变形的影响。 利用Kim单跨两层空间钢框架的试验结果,验证了以双向变刚度弹簧单元模型模拟梁柱连接特性,利用ANSYS进行空间钢框架有限元分析的可行性,在此基础上建立了多个多高层空间半刚性钢框架模型。通过对六层、十二层不同连接形式钢框架模型的计算,分析了节点刚度对空间钢框架顶点侧移和梁柱内力的影响;通过对八个不同层高、节点刚度的有限元模型进行非线性计算,分析了节点侧向刚度对空间钢框架顶点位移、梁柱内力的影响。 通过研究,本论文指出:对不同梁柱连接形式,节点刚度改变会引起空间钢框架双向侧移发生变化,使梁柱内力产生重分布:节点侧向刚度对空间钢框架侧移的影响呈非线性关系,在特定取值区间内影响较大,且随层高增加而变大,在设计中应严格控制。本论文的研究,对空间钢框架结构的设计具有一定的技术支撑。
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU973.13

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 白补林;半刚性连接钢框架内填钢筋混凝土剪力墙受力性能研究[D];西安科技大学;2011年
2 刘希月;门式钢管脚手架稳定承载能力研究[D];中南大学;2010年
3 陈国兴;半刚性连接钢框架受力性能研究[D];西安科技大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王新武;钢框架梁柱连接研究[D];武汉理工大学;2003年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 袁锐文;杨蔚彪;卢雷;曾国华;;加劲单层网壳的成功应用[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年
4 杨文柱;杨晓杰;;钢结构工程设计、制作、安装技术整合、集成、一体化[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年
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7 刘永华;张耀春;;钢框架高等分析研究进展[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
8 王连坤;郝际平;李文岭;陈红英;石晶;张俊峰;;钢结构高等分析理论研究综述[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
9 舒兴平;胡习兵;向芳;丁国强;;钢框架半刚性连接性能研究综述[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
10 郑廷银;;空间钢框架结构的改进二阶分析[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 金恩平;空间网格结构健康监测与安全性评价方法研究[D];兰州理工大学;2011年
4 黄兴;梁柱端板连接半刚性组合边节点试验与理论研究[D];上海大学;2011年
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6 唐国斌;基于全寿命设计的混凝土箱梁桥若干理论问题研究[D];浙江大学;2011年
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8 王朝晖;钢筋混凝土高层建筑结构三维线性及非线性地震反应分析方法的研究[D];湖南大学;2009年
9 陆征然;扣件式钢管满堂支承体系理论分析与试验研究[D];天津大学;2010年
10 刘高波;半刚性连接钢框架—钢板剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数研究[D];西安建筑科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 袁继胜;钢结构加工和安装偏差对结构性能影响[D];郑州大学;2010年
2 逄锦鹏;基于概率灵敏度技术的变电构架可靠性研究[D];郑州大学;2010年
3 唐群;高层钢结构框架整体稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 葛春林;半刚性连接钢支撑框架动力性能有限元分析[D];合肥工业大学;2010年
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9 文俊巍;多高层钢结构住宅结构体系分析研究[D];昆明理工大学;2008年
10 张伟;木结构建筑梁柱节点力学性能与抗震研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 向长奎;П型脚手架承载力的探讨[J];四川建筑科学研究;2003年03期
2 高维成,徐崇宝,辛欣;门式钢管脚手架半刚性稳定分析[J];低温建筑技术;1999年01期
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5 姚国春,霍立兴,张玉凤,杨新岐;焊接钢结构梁柱节点地震下的断裂行为研究[J];钢结构;2000年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 郭兵;钢框架梁柱端板连接在循环荷载作用下的破坏机理及抗震设计对策[D];西安建筑科技大学;2002年
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4 彭晓彤;半刚性连接钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构体系的滞回性能及抗震设计对策[D];西安建筑科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程睿;半刚性连接钢框架的有限元分析及近似计算方法[D];重庆大学;2002年
2 杨富涌;扣件式钢管脚手架结构计算方法研究与程序开发[D];浙江大学;2003年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 宋玉楚;绑扎式钢管脚手架结构性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
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【二级参考文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
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2 管克俭;王新武;彭少民;;轻钢结构在多层建筑中的应用及发展[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
3 郑廷银;;空间钢框架结构的改进二阶分析[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 郭兵;钢框架梁柱端板连接在循环荷载作用下的破坏机理及抗震设计对策[D];西安建筑科技大学;2002年
2 王新武;钢框架梁柱连接研究[D];武汉理工大学;2003年
3 管克俭;钢结构住宅抗侧力体系试验研究与非线性分析[D];武汉理工大学;2003年
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1 过轶青;端板型半刚性钢—混凝土组合节点的试验研究[D];南京工业大学;2003年
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1 王新武;李跃辉;;空间半刚性钢框架的静力性能分析[J];洛阳理工学院学报(自然科学版);2008年02期
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5 舒兴平,丁国强,林鹏,姜晓辉;半刚性连接空间钢框架二阶弹性分析[J];湖南大学学报(自然科学版);2005年02期
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10 金向前;黄慧;;节点半刚性对货架抗震性能影响分析[J];江苏建筑;2010年06期
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6 赵斌;;结点的半刚性对平面刚架结构的内力影响[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
7 谭坚;王新堂;李俊华;;方管柱与工字型钢梁半刚性连接的有限元模拟分析[A];钢结构工程研究(六)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2006年学术交流会论文集[C];2006年
8 蔡建国;冯健;;考虑节点刚度的预制混凝土框架结构分析[A];“发展绿色技术,建设节约结构”——第十四届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文集[C];2007年
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10 张永园;郭成喜;谢如荣;韩克鹏;;某玻璃幕墙空间钢框架计算长度分析[A];钢结构工程研究⑧——中国钢协结构稳定与疲劳分会第12届(ASSF-2010)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2010年
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1 本报记者 赵笛;青岛87项成果获省科技奖励[N];青岛日报;2011年
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1 刘永华;空间钢框架高等分析方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 张俊峰;钢框架高等分析研究及面向对象的程序设计[D];西安建筑科技大学;2008年
3 王连坤;基于薄壁构件理论的空间钢框架高等分析方法研究[D];西安建筑科技大学;2008年
4 完海鹰;钢结构半刚性连接体系理论分析及实验研究[D];中国科学技术大学;2009年
5 顾正维;钢结构半刚性连接的非线性分析[D];浙江大学;2003年
6 何嘉年;基于体系可靠度的半刚性钢框架结构优化设计研究[D];汕头大学;2010年
7 邱国志;圆钢管X型相贯节点刚度及其对结构整体性能的影响[D];上海交通大学;2008年
8 刘高波;半刚性连接钢框架—钢板剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数研究[D];西安建筑科技大学;2011年
9 王新武;钢框架梁柱连接研究[D];武汉理工大学;2003年
10 彭晓彤;半刚性连接钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构体系的滞回性能及抗震设计对策[D];西安建筑科技大学;2005年
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1 李跃辉;空间半刚性连接钢框架有限元分析和研究[D];河南科技大学;2007年
2 丁国强;半刚性连接空间钢框架二阶弹塑性理论分析研究[D];湖南大学;2005年
3 王晓东;半刚性连接空间钢框架静动力分析[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 叶学林;半刚性连接钢框架的稳定计算[D];福州大学;2004年
5 梅冬生;外伸端板连接半刚性梁柱节点数值模拟分析[D];合肥工业大学;2010年
6 彭省华;半刚性连接钢管混凝土框架剪力墙结构的性能研究[D];汕头大学;2007年
7 虎彦政;端板连接的半刚性对门式刚架结构性能影响的研究[D];兰州理工大学;2006年
8 程睿;半刚性连接钢框架的有限元分析及近似计算方法[D];重庆大学;2002年
9 刘佳;基于半刚性的门式刚架及其端板连接节点受力性能研究[D];北京工业大学;2008年
10 常晓霞;半刚性连接网壳结构的动力分析[D];广东工业大学;2008年
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