一种榫卯连接框架结构的动力反应分析

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时间:2019-03-13

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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

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