梁柱节点刚度对空间钢框架抗震性能的影响分析

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1、类号:学校代码:10128UDC:学号:20151100241硕士学位论文（学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：土木工程论文题目：梁柱节点刚度对空间钢框架抗震性能的影响分析英文题目：Influenceofstiffnessofbeamcolumnjointsonseismicperformanceofspacesteelframes学生姓名：高蒙导师姓名：姜丽云副教授二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要钢结构由于其自身强度高、重量轻、延性和韧性好，综合抗震性能好，故在实际工程中应用较为广泛，尤其是在大跨度结构中。钢结构的结构形式主要有：框架、钢架、排架

2、以及网架等，其中又属钢框架这种结构形式较为常见。传统上对于钢框架结构节点的分析，是将梁柱连接节点假定为完全刚接或理想铰接，而大量工程实践表明，实际工程中的节点是处于刚接和铰接之间的，称之为半刚性节点。本文的研究内容主要是研究不同节点刚度对空间多层钢框架抗震性能的影响。为了简化计算，对于空间钢框架的处理往往是忽略其次要影响因素，尽可能的将其进行平面化。这样做虽然减小了运算量，但是却忽略了钢框架的空间作用，这将会导致计算误差很大，甚至得到的计算结果是错误的。本文简单介绍了钢框架的空间性能以及对考虑半刚性连接的空间钢框架的弹塑性分析。应用有限元软件ABAQUS建立了空间钢

3、框架模型，采用SPRING2弹簧单元模拟梁柱节点连接，引入节点刚度影响系数α，为了控制梁柱节点连接刚度，引入了作为节点约束条件的不同的弯矩-转角曲线。通过与单跨两层焊接连接节点的空间钢框架的循环加载试验结果进行对比，验证了利用SPRING2弹簧单元模拟梁柱连接节点刚度，使用ABAQUS软件来模拟空间钢框架，并对其进行抗震性能影响分析的可行性。通过设定一系列不同的节点刚度影响系数α的值，建立了16个具有不同节点刚度的六层空间钢框架模型，并对其进行了单向加载、循环加载以及地震加载，分析了不同连接刚度条件对空间钢框架的承载力、延性以及抗震性能的影响。结果表明：半刚性连接对

4、空间钢框架结构的抗震性能影响显著，当α介于1/17～1/20时，空间钢框架的承载能力较高，并且延性也相对较好。相对于刚接，节点为半刚接时，低阶阵型的自振周期减小，结构动力响应变化不大，但是变形较大。本文所得到的研究成果对半刚性连接空间钢框架工作性能的进一步研究和实际工程中的梁柱节点的设计有一定的参考价值。关键词:空间钢框架梁柱节点节点刚度影响系数抗震性能I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractDuetoitshighstrength,light-weight,goodductilityandhightoughness,inaddition,thesteelstr

5、ucturehasgoodseismicperformance,sosteelstructureiswidelyusedinpracticalengineering,especiallyinlarge-spanstructures.Thestructureformsofsteelstructuremainlyinclude:frame,steelframe,platenandnetframe.Oneofthemostwidelyusedsteelstructuresinsteelstructureissteelframestructure.Traditionally

6、,fortheanalysisofsteelframejoints,thebeam-to-columnconnectionsareassumedtobefullyrigidconnectionsandideallypinned.Alargenumberofengineeringpracticesshowthatthejointsfallbetweenthetwoextremecasesoffullyrigidandideallypinned,whicharecalledsemi-rigidjoints.Inthispaper,theeffectofnodestiff

7、nessontheseismicperformanceofthespacesteelframewasstudied.Inordertosimplifythecalculation,thespacesteelframeisoftenneglectedsecondaryfactors,makingthestructuresaspossibleaspossibleplanarization.Althoughitreducedthecomputation,itignorestheroleofspacesteelframe,whichwillleadtogreaterro