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《重庆大学》 2006年
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箱形柱梁柱节点受拉区性能及非线性有限元分析

冷刚  
【摘要】: 箱形柱与工字梁刚性连接节点,是钢框架结构中常用的一种节点形式。为有效传递梁端弯矩,柱腹板梁上、下翼缘对应位置一般应设置加劲肋。然而,当梁柱节点受力较小或构造上不能满足时,有时也不设加劲肋。我国《钢结构设计规范》GB50017-2003针对此类节点分别给出了梁受拉翼缘及受压翼缘处柱翼缘及腹板需满足的条件,但规范条文来源于对H形柱梁柱节点的受力分析。对于箱形柱,由于其受力模型有本质上的差异,因而不能直接套用。本文的目的,就是分析梁受拉翼缘处,当箱形柱内不设置加劲肋时节点的受力性能。 本文主要做了以下工作: 1)提出了节点计算的简化模型。将梁受拉翼缘单独取出,与箱形柱连接形成分析模型。确定了模型的基本尺寸,约束方式、柱轴压比、梁翼缘拉力及加载方式。 2)对简化模型进行了有限元模拟分析。本文选用ANSYS程序对48个有限元模型进行了模拟分析,分析了模型在轴力作用下、拉力作用下的应力、变形情况;模型中关键点对应的力-变形情况以及模型中各参数对节点性能的影响。 3)提出了计算节点承载力的建议公式。确定了节点承载力的强度控制条件和变形控制条件,建立了节点受力的力学模型,通过屈服线理论和能量平衡原理,建立平衡方程,推导出节点承载力计算的建议公式。 本文的主要结论: 在文中讨论的节点模型中,梁翼缘的厚度对节点的承载力影响较小。梁翼缘宽度对节点受力的影响明显。梁翼缘宽度越大,节点产生的变形越小。柱翼板厚度对节点受力的影响很大。柱翼板厚度的变化,将对节点的受力和变形产生非常显著的影响。轴压比对节点变形的影响并不明显。尽管轴压比越大,节点的变形将越大;但变形的增加量并不大。在文中讨论的节点中,当梁受拉翼缘的受力小于建议公式的计算值时;受拉翼缘对应位置,箱形柱中可不设加劲肋。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU391

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【引证文献】
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