刚性连接钢框架异型节点抗震性能有限元分析

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1、广西大学硕士学位论文刚性连接钢框架异型节点抗震性能有限元分析4．3．2JD27系列轴压比相同时结果比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯324．3．3JD20系列试件在不同轴压力作用下的结果比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯344．3．4JD27系列试件在不同轴压力作用下的结果比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯344．4本章总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36第5章各控制参数对节点承载力的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯365．1试件介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯365．2有限元模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯385．3各系列正反承载力比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯385．4轴压比对异型节点承载力的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯405．5梁高比对异型节点承载力的影响⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯425．6梁的总线刚度对节点承载力影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯445．7异型节点应力应变分析⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．485．7．1异型节点应力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．485．7．2异型节点应变分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯535．8本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56第6章结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯576．1结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．576．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～58霉

4、[谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．62攻读硕士学位期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63攻读硕士学位期间参与的科研项目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．64Iv广西大学硕士学位论文刚性连接钢框架异型节点抗震性能有限元分析1．1选题背景第1章绪论本课题来源于中国博士后科学基金(200804400814)“地震作用下全焊钢框架异型节点破坏机理及加固方法研究’’。中国地处环太平洋与欧亚板块这两大地震构造系IlI的交汇处，从古至今(如2008年5月12日四川汶川的8．2级大地震)就是地震活动相对频繁的地区，地震给中国济济、社会造成的灾难与损失十分巨大，因此我国抗震设防任务重大

6、。如何提高建筑物的抗震能力已经是摆在我国科技工作者面前的一项重要课题。钢材由于其轻质、高强、塑性韧性好等特点，被誉为目前最优秀的建筑抗震材料，已被广泛应用于大跨结构、工业厂房、高层超高层建筑等领域。基于钢结构建筑的突出优点，美国、韩国等国的钢结构建筑已占到总量的50％左右，日本是多地震的国家，钢结构建筑在日本的占有率更是高达65％131；而在我国，由于经济技术原因，钢结构的应用率还比较低，但随着经济、社会的发展，以及人们对抗震要求的提高，钢结构必将被广泛的应用，同时随着我国钢产量连年突破亿吨大关，技术上博采国内外研

7、究成果，为钢结构的运用提供了条件。框架结构是由梁、柱、节点组成的结构体系，节点是结构连接和传力的枢纽，同时也是结构抗震的薄弱环节，传统观念认为梁柱焊接节点具有良好的韧性，在地震作用下能把塑性变形很好的发挥出来，有效地吸收地震能量，保持结构的稳定，但1994年1月17日发生于美国加州圣费南多谷地的北岭地震(NorthridgeEarthquake)和1995年1月17日发生在日本兵库县南部地区的阪神地震(KobeEarthquake)改变了人们对梁柱焊接节点的看法，梁柱焊接节点并没有如人们所期望那样，在地震作用下形成

8、塑性铰，使内力重分配，耗散地震能，保持结构的完整性，虽然这两次地震都没有建筑整体倒塌的现象，但梁柱焊接节点处遭到严重的破坏，而且多为脆性破坏14l，地震反映出了所使用设计规范和施工规范的不尽合理性，能满足“小震不坏，中震可修，大震不到"的要求，但不能保证结构有足够的安全度和可信度16I。广西大学硕士学位论文刚性连接钢框架异型节点抗震性能有限元分析此后，国内外学者对钢结构节点的抗震性能进行了大量的研究，并取得了丰硕的成果，但研究多集中在常规节点，对于异型节点研究的较少，随着工程应用实践和科学研究的深入，钢框架结构在抗

9、震性能方面的某些缺陷逐渐凸现。如在火电钢结构主厂房结构中，由于工艺限制及需要，出现部分梁荷载很大(如煤仓间中支撑煤斗的大梁的荷载高达8000KN)，而与其相连的除氧间梁却不大(受荷不大，跨度也不大)，如此就会导致钢框架异型节点(柱两侧梁高不等)的产生。目前针对钢结构异型节点仅从经验意义或概念意义上给出了处理规定，缺乏足够的试验数据为依据。这个问题若不加以很好