一种榫卯连接框架结构的动力反应分析

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1、密级：公开０＾ＵｌＵ＾４ＳＨＩＩＡＺＨＵＡＮＧＴ圧ＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＪ工学硕壬学位论文一种構卯连接框架结构的动力反应分析Ｄ凸ａｍｉｃＲｅｓｏｎｓｅＡ凸ａｌｓｉｓｆｂｒａＴｅｏｆＦｒａｍｅｙｐｙｙｐｗｉｔｈＭｏｒｔｉｓｅａｎｄＴｅｎｏｎＪｏｉｎｔｓ培养单位：主木工程学院专业：结构工程生：滑倩．研究．＇指导教师：段树金教授二〇—五年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作。尽我所知

2、及取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。広、签名：濟讀日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文

3、数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可１＾公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）７＾作者签名：请钱日期：—导师祭名：日期：密级：公开danwe工学硕士学位论文一种榫卯连接框架结构的动力反应分析DynamicResponseAnalysisforaTypeofFramewithMortiseandTenonJoints培养单位：土木工程学院专业：结构工程研究生：滑倩指导教师：段树金教授二○

4、一五年六月摘要摘要钢结构的传统设计理念中，节点是完全铰接或者完全刚接的，某些情况下，半刚性连接更符合工程实际。事实上任何一种连接方式都是处于刚接与铰接之间的，完全的刚接和铰接都是不存在的。提出了一种榫卯连接式半刚性节点，将梁端做成榫头，插入柱子预留的卯口中。节点的弯矩—转角曲线很复杂。论文建立榫卯连接的半刚性模型，用折线型弯矩转角曲线表示节点的本构关系。本文选取一单跨两层的榫卯连接铝合金空间框架模型作为研究对象，采用有限元软件ANSYS进行结构的动力分析。首先，通过模态分析榫卯连接初始转动刚度、楼板自重

5、对模型框架的自振频率的影响；然后，输入多遇和罕遇地震作用，对模型框架进行了时程分析，比较节点连接初始转动刚度、地震波强度、楼板自重等因素对结构位移、加速度、柱脚应力的影响。结果表明，结构自振频率随着半刚性节点初始转动刚度的增大而增大，随着楼板自重的增大而减小；输入地震作用下节点仍处于初始转动刚度阶段，初始转动刚度增大时，两个方向的位移、加速度反应减小，但柱脚应力增大；X方向相应的位移、加速度反应大于Y方向相应的反应，柱脚应力则相反；随着地震波强度的增大，X方向和Y方向的位移、加速度、柱脚应力都相应的增大

6、；当梁上楼板自重增大时，两个方向的位移、加速度、柱脚应力也相应增大。最后，论文将计算结果与振动台实验结果进行了比较，发现动力反应有一定的差异，但变化趋势基本吻合，证明了论文建模和分析方法的可行性。关键词：框架；榫卯连接；半刚性；自振特性；动力反应；有限元分析；时程分析；转动刚度；振动台试验AbstractAbstractInthetraditionaldesignconceptofsteelframe,thenodeisusuallyconsideredtobeeitherfullyrigidorpin

7、nedentirely.Butinsomecase,semi-rigidconnectionmaybemoreinlinewithrealproject.Infact,anykindofconnectionissemi-rigid,eitherfullyrigidorpinneddonotexist.Therefore,thesemi-rigidnodeofmortiseandtenonjointsisrevealedfortheconnectionsbetweenbars.Themoment-rota

8、tioncurveofthesemi-rigidnodeisverycomplex，consideringthefrictioncoefficientandsizeofthetenonsandtheirmouths.Inthispaper,asemi-rigidmodelofmortiseandtenonjointsissetup.Theconstitutiverelationshipofnodeisindicatedbythemoment