新型方钢管柱-h型钢梁拼接外夹筒式节点静力性能研究

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1、硕士学位论文新型方钢管柱-H型钢梁拼接外夹筒式节点静力性能研究StudyontheStaticPerformanceofNewTypeH-beamtoSquareTubularColumnConnectionswithSplicingOuterSleeve作者：张志雄导师：夏军武教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TU391学校代码10290UDC624密级公开中国矿业大学硕士学位论文新型方钢管柱-H型钢梁拼接外夹筒式节点静力性能研究StudyontheStaticPerformanceofNewTypeH-beamtoSquareTubularColumnConne

2、ctionswithSplicingOuterSleeve作者张志雄导师夏军武申请学位工学硕士培养单位力建学院学科专业结构工程研究方向钢结构答辩委员会主席耿欧评阅人徐赵东常鸿飞二〇一五年五月论文审阅认定书研究生张志雄在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢值此论文终稿之际，也就意味着三年研究生求学生涯已悄然地步入尾声，如今的我即将重新迈入社会的大舞台之中，心中难免思

3、绪万千。回忆起往昔匆匆而过的短暂校园生活，师生之情、同门同窗好友之谊以及校园生活中留下的点点滴滴都让我记忆犹新，终生难忘，此时，一种感恩之情顿时油然而生。衷心地感谢我的研究生导师夏军武教授对我的关怀和指导，在此谨向夏老师致以深深地谢意！三年研究生求学期间，夏老师渊博的学识，严谨的学风，创新的精神以及严于律己、宽以待人的作风都给学生留下深刻的印象，使我受益匪浅。在我的论文选题和写作过程中，夏老师都为学生倾注了大量的精力和时间，没有夏老师的耐心指导和全力支持，我就不可能顺利地完成本文。在学生心中，夏老师就如同一盏熠熠生辉的明灯，不但照亮了我求学之路的前进方向，而且温暖了我生活

4、中偶尔疲惫的心灵，在此，我要再次向夏老师致以最诚挚地感谢，感谢夏老师三年来对我的教育之恩。感谢窦国涛博士在学习生活中给予的关心和帮助，感谢同门刘丹丹、曹极昌、徐兴兴和杨风州在试验中的大力帮助，能够重返学校与你们一起度过美好的三年校园时光是我求学生涯最美好的记忆！感谢师妹陈晓淼、路振花以及师弟孔祥佩、张斌斌、谭永超、夏翔、徐博和张海威等在论文的试验和写作中给予的积极帮助和关心，感谢我的室友秦康、黄伟、王树祥、张旭、黄锦辉、康建博和顾爱东，三年的研究生寝室生活中，正是有了你们的长期相伴和关心，我的校园生活才会显得更加丰富和充满活力。感谢我的父母和妹妹在我坎坷的求学路上给予我不

5、断地鼓励和支持，正是你们长期的默默付出，才使我能够一路走到现在，特别是父母在事业上敢作敢为、吃苦耐劳的打拼精神以及艰苦朴实的生活作风，一直潜移默化地感染着我，让我倍受激励。正是你们无私的辛勤付出，才奠定了我不断敢于进取奋斗的基础，你们点点滴滴的莫大恩情我将铭记于心！未来的奋斗之路还很漫长，我唯有努力拼搏，勤勤恳恳，脚踏实地的做好自己，同时在今后的生活中全心全意地回报你们，才能报你们恩情于万一！最后感谢各位专家和学者在百忙之中抽出宝贵时间对我的论文进行评审！摘要随着我国钢结构住宅产业的迅速发展，相应的节点形式也在不断完善，可现有的一些节点形式由于存在传力路径不够明确以及现场

6、焊接施工影响节点质量等问题，已经不能很好的满足实际工程应用的要求。针对该现状，本文提出了一种新型的半刚性节点——拼接外夹筒式节点，该节点通过外夹筒和高强螺栓将方钢管柱和H型钢梁连接成一个整体，安装简便灵活，避免了现场焊接的缺陷，同时可以确保节点具有适当的承载力和刚度，改善了节点的传力路径，为节点设计提供了一定的参考依据。本文主要通过试验研究和有限元数值模拟相结合的方法，研究新型方钢管柱-H型钢梁拼接外夹筒式节点在单调加载下的节点变形、应力分布、梁端位移、转动刚度、极限承载能力以及破坏特征等情况，考察该新型节点形式应用的可行性，并针对节点的构造形式提出合理的改进措施建议，最

7、后选取现有的三种方法对节点的刚度类型进行判别。具体的研究工作可以概括为以下几个方面：（1）不考虑平面钢框架受水平作用力影响时，通过对两个足尺“十字型”节点进行近似同步对称单调静力加载试验，初步研究静载作用下节点的弯矩-转角关系、受力特征、破坏过程、极限承载能力以及节点域范围内应力的分布状态和规律，对比分析不同外夹筒厚度对新型节点的极限承载能力和初始转动刚度的影响，试验结果表明该节点承载力较高，具有较好的转动能力和延性特征；（2）利用ANSYS有限元软件建立节点的非线性有限元模型，研究节点的荷载-位移关系、弯矩-转角关系、抗弯承