柱板式铝合金节点受力性能研究.pdf

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1、硕士学位论文柱板式铝合金节点受力性能研究MECHANICALBEHAVIOROFALUMINIUMCOLUMNPLATEJOINTS李诚睿哈尔滨工业大学2018年06月国内图书分类号：TU393.3学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工程硕士学位论文柱板式铝合金节点受力性能研究硕士研究生：李诚睿导师：范峰教授副导师：马会环副教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2018年06月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU393.3U.D.C:624Dissertation

2、fortheMasterDegreeinEngineeringMECHANICALBEHAVIOROFALUMINIUMCOLUMNPLATEJOINTSCandidate：LichengRuiSupervisor：Prof.FangFenVice-Supervisor：Dr.HuihuanMaAcademicDegreeAppliedfor：Master’sDegreeofEngineeringSpeciality：CivilEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefen

3、ce：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着上世纪九十年代铝合金空间结构进入我国，就以铝合金的独特优势得到了迅速发展，目前国内已建成包括铝合金单层网壳、铝合金双层网壳、铝合金网架等多种结构形式的铝合金空间结构，其中以铝合金单层网壳结构最为广泛。然而大量铝合金单层网壳中所采用的Temcor板式铝合金节点却因其本身节点构造问题而在受力性能上存在不足。本文针对一种改进的新型铝合金节点——柱板式铝合金节点的受力性能进行了

4、研究，同时为了更好的分析柱板式节点的受力性能，对板式铝合金节点的受力性能进行了对比研究，对柱板式铝合金节点与板式铝合金节点研究的主要内容如下：（1）柱板式节点和板式节点抗转动性能试验研究。基于弯矩-转角曲线、节点破坏模式等参数，分别对柱板式节点和板式节点在平面内和平面外弯矩荷载作用下的静力性能进行了试验研究，获得了两种节点在平面内和平面外弯矩作用下的弯矩-转角曲线和破坏模式，并将试验结果进行了详细的对比分析，得出柱板式节点的初始刚度与极限承载力优于板式节点的结论。（2）柱板式节点和板式节点抗转动性能数值模拟研究。基于大型有限元分析软件ABAQ

5、US建立了柱板式节点与板式节点的精细化有限元模型，获得了两种节点平面内和平面外弯矩荷载作用下的弯矩-转角曲线与破坏模式，并与试验结果对比分析，验证了数值模型的有效性。在此基础上，对不同荷载组合作用下的柱板式节点开展了参数分析，分别获得了柱板式节点在压弯、拉弯、轴压、轴拉等荷载作用下的弯矩-转角（力-位移）曲线与破坏模式。同时开展了板式节点在轴压荷载、轴拉荷载作用下的受力性能研究，将得到的节点力-位移曲线和破坏模式与柱板式节点进行了对比分析，得出柱板式节点轴向受力性能优于板式节点的结论。（3）柱板式节点和板式节点静力性能理论分析。基于三折线模型

6、，对柱板式节点在平面内弯矩荷载作用下的弯矩-转角曲线进行了理论推导分析，给出了柱板式节点在平面内弯矩荷载作用下的曲线预测公式，并与试验及数值模拟结果进行了验证；对柱板式节点在轴拉荷载、轴压荷载作用下的力-位移曲线进行了理论推导分析，给出了柱板式节点在轴压荷载、轴拉荷载作用下的曲线预测公式，并与值模拟结果进行了验证，证明公式可靠有效，为工程设计应用提供了理论支持。关键词：柱板式节点；板式节点；抗转动性能；破坏模式；弯矩-转角曲线I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofaluminumalloyst

7、ructureinourcountryinthe90，ithasdevelopedrapidlywiththeuniqueadvantagesofaluminumalloys,includingaluminumalloysingle-layerreticulatedshell,aluminumalloydouble-layerreticulatedshell,aluminumalloytrussandotherstructuralformsofaluminumalloystructure,ofwhichthesinglelayerofalum

8、inumalloyreticulatedshellsisthemostextensive.However,alargenumberofaluminumalloysi