收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

钢框架梁柱栓焊刚性连接的滞回性能、破坏机理及抗震设计建议

王万祯  
【摘要】: 由梁翼缘与柱焊接、梁腹板与柱高强螺栓连接构成的抗弯钢框架具有建筑和使用的优越性(如不设支撑)、加工方便等优点,在强震区得到广泛使用。但在1994年Northridge和1995年阪神地震中,梁柱连接发生了大量的脆断现象,显示出人们对于钢框架栓焊连接的受力性能和破坏机理认识不足及现行设计规范的不尽合理。为了避免人员伤亡和财产损失,研究钢框架梁柱栓焊连接在循环荷载下的破坏机理、提出新的节点构造和抗震设计对策,不仅有重要的理论意义,而且有重大的工程价值。 为了更精确地模拟梁柱栓焊连接在地震作用下的脆断行为,本文将考虑大变形、大应变的钢材随动强化模型(考虑包辛格效应)引入到U.L格式的有限元方程中,考虑了接触区的状态非线性,以模拟高强螺栓预拉力、螺栓连接区的摩擦接触。并将钢材延性断裂的破坏准则和脆性断裂的断裂因子引入到有限元模型中,真实再现了梁柱栓焊连接在循环荷载下的断裂破坏过程。 在将本文考虑几何非线性、材料非线性及状态非线性的有限元程序计算结果与试验结果对比验证后,对承受常轴力的梁柱栓焊连接在循环荷载下的滞回性能进行了计算分析,系统研究了节点域强弱、柱轴压力、高强螺栓预拉力、摩擦面的处理方法(摩擦系数μ)、梁截面高度、梁翼缘厚度、柱翼缘厚度、柱翼缘宽度、梁剪跨比、对接焊缝的屈服强度、梁钢材的屈服强度、梁腹板切角的形状和尺寸、焊接衬板的处理方法等参数对梁柱栓焊连接受力性能的影响,得出了其破坏机理:连接处几何不连续导致力的重分配、柱对梁翼缘的强约束是节点脆断的主要原因,焊接衬板处的人工裂纹效应使梁翼缘对接焊缝更趋于脆断,并给出了考虑剪力使梁翼缘超载的强度公式,填补了国内外在此领域的空白,根据分析结果,提出了抗震建议和对策。 在明晰传统的梁柱栓焊连接破坏机理的基础上,系统地对改进节点进行了参数研究,得出结论:改进节点的性能较传统节点有显著提高。削减梁截面节点对于减轻对接焊缝的应力水平贡献较小,连接仍有脆断的可能;由于自身的构造特点,焊接盖板节点在焊接盖板与梁翼缘间存在大量的间隙,当焊接盖板较长时,该间隙的人工裂纹效应不可忽视;焊接梁腋节点的性能最为优越,但加腋翼缘的对接焊缝是连接的薄弱环节。最后,给出了改进节点的抗震设计建议。 本文的有限元模型考虑问题全面、精度较高,能够真实再现梁柱栓焊连接在地震下的断裂行为,研究的内容系统、广泛,结论及建议对于修订规范和指导工程设计具有重要的参考价值,为进一步研究钢框架梁柱栓焊连接的抗震性能打下了良好的基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 姚虹,杜芹;框架结构设计施工中的问题及预防措施[J];山西建筑;2001年02期
2 王建军;;采用钢筋混凝土材料加固工程的一般做法及技术要点[J];安徽建筑;2008年06期
3 卫巧珍;;框架梁加固技术[J];山西建筑;2010年02期
4 李兴怀;;浅析梁柱节点的施工监理[J];建设监理;2010年03期
5 罗诚,郦世平;钢筋混凝土框架结构梁柱混凝土强度等级差值问题探讨[J];工程建设与设计;2003年12期
6 丁小新;;用加大截面法加固高层建筑框架梁柱[J];山西建筑;2006年17期
7 王林枫,田涌,张兴度,吴照海;用加大截面法加固高层建筑框架梁柱[J];施工技术;2004年06期
8 於兵;框架梁柱与墙交接处裂缝预防一法[J];建筑工人;2004年04期
9 张继新;;某办公楼框架结构安全鉴定与框架梁裂缝分析[J];铁道建筑技术;2005年S1期
10 黄海燕;某办公楼框架梁裂缝分析与处理[J];工程建设与设计;2005年10期
11 赵宁;杨庆山;;多层及高层钢结构梁与柱连接节点设计方法简述[J];科技信息;2006年S5期
12 蔡吉昌;;框架梁柱截面尺寸的确定方法[J];山西建筑;2010年29期
13 张正海;;工业厂房改造中的混凝土结构加固[J];科技信息;2010年31期
14 林晓;;某小学框架教学楼的抗震鉴定与加固[J];福建建筑;2010年07期
15 卫峙洁,刘国君;框架结构梁柱节点钢筋锚固构造要求[J];四川建筑;2005年05期
16 李丽华;;托梁拆柱结构加固施工技术总结[J];甘肃科技;2009年09期
17 王振清;朱大雷;韩玉来;乔牧;;火灾下钢筋混凝土结构热弹塑性变形分析[J];土木建筑与环境工程;2010年01期
18 ;小资料(一)[J];钢结构;1988年01期
19 孟焕陵;沈蒲生;;巨型框架中主框架梁柱布置对结构受力性能的影响[J];工业建筑;2006年12期
20 段祺成,蒋沧如;钢框架梁柱T型钢连接节点的性能研究[J];建筑结构;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张艳霞;王路遥;刘力力;;钢框架梁柱梯形加宽扩翼节点抗震性能试验与有限元分析[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2011年
2 张艳霞;王路遥;李云鹏;;改进型钢框架梁柱刚接节点试验研究[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅱ)[C];2010年
3 陈卓英;熊进刚;虞锦晖;;红石填充墙钢筋混凝土框架结构抗侧性能有限元非线性分析[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第二卷)[C];1996年
4 梁书亭;马辉;蒋永生;田玉基;;转换层结构中转换梁、上部框架梁、框支柱相对刚度变化对结构受力性能的影响[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ卷)[C];1998年
5 高立人;;大跨度装配式整体后张单层无伸缩缝框架体系[A];高效预应力混凝土工程实践[C];1993年
6 陈明政;黄林青;陈小英;王正霖;;后张预应力混凝土框架试验研究[A];重庆力学学会2009年学术年会论文集[C];2009年
7 彭明英;朱勇军;;天津港国际邮轮码头工程钢结构设计[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
8 杨海名;缪升;谷军明;;浅述钢框架梁柱刚性节点抗震设计[A];防震减灾工程研究与进展——全国首届防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2004年
9 徐凌;金珠;;钢框架梁柱T型键、端板半刚性节点连接试验研究与对比分析[A];钢结构工程研究(七)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2008年学术交流会论文集[C];2008年
10 王志强;金永正;;浅析梁柱节点施工中存在的问题[A];土木建筑学术文库(第8卷)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王万祯;钢框架梁柱栓焊刚性连接的滞回性能、破坏机理及抗震设计建议[D];西安建筑科技大学;2003年
2 李文岭;钢框架梁柱弱轴半刚性连接性能研究[D];西安建筑科技大学;2007年
3 柳长江;钢框架梁柱四角钢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;2008年
4 孟焕陵;高层建筑结构的体系判别、合理刚度及扭转计算研究[D];湖南大学;2007年
5 熊俊;强震作用下钢框架焊接节点损伤性能和计算模型研究[D];清华大学;2011年
6 闫凯;底部框架砖房抗火性能与抗火设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
7 王玉田;梁端翼缘扩大型连接钢框架抗震性能研究[D];西安建筑科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈军;预制混凝土框架梁柱自复位混合接头抗震性能研究[D];兰州理工大学;2013年
2 王路遥;钢框架梁柱改进型刚接节点抗震性能研究[D];北京建筑工程学院;2011年
3 梁亚雄;多层钢框架梁柱T型节点连接性能的试验研究[D];兰州理工大学;2003年
4 李怀宁;钢框架梁柱弱轴单向及双向连接翼缘削弱型节点的抗震性能研究[D];青岛理工大学;2013年
5 修金捷;钢框架梁柱腹板刚性连接的节点性能分析[D];西安科技大学;2003年
6 张丹丽;钢框架梁柱弱轴连接及狗骨式节点抗震性能研究[D];兰州理工大学;2007年
7 聂李平;钢框架梁柱弱轴螺栓拼接节点的抗震性能分析[D];兰州理工大学;2009年
8 周宇;支撑板式连接节点与框架梁柱间相互作用的研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
9 董桂红;轻型钢框架梁柱连接点的抗震性能研究[D];重庆交通大学;2013年
10 李玉学;焊接H型钢框架梁柱双向连接节点抗震性能研究[D];兰州理工大学;2006年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 ;加气混凝土砌块墙面抹灰层空裂原因分析及解决方案[N];人民政协报;2005年
2 刘国锋 祁飞虎;新技术打造出新首体[N];首都建设报;2007年
3 郭远明;千万巨资买了一块“豆腐渣”[N];建筑时报;2006年
4 本报记者 魏盼生 实习生 黄淳;农村建筑物抗震设防亟待加强[N];汕头日报;2006年
5 记者 曹雷 通讯员 刘志斌 实习生 李雪梅;直饮水接入户 抬头可见“星光”[N];济南日报;2011年
6 特约记者 李炳忠 通讯员 郇九湘;我市群众性质量管理活动全国获奖[N];东营日报;2010年
7 记者 唐志美;景区建设战役全面打响[N];东营日报;2008年
8 卢庆毅;中石油广西石化聚丙烯装置廊钢结构施工顺利[N];中国建设报;2008年
9 黄晓慧;省考古研究所抢救性发掘温岭宋墓[N];台州日报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978