新型组合管节点抗震性能研究

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1、学校代码：10289分类号：TU393密级：公开学号：122100012江苏科技大学硕士学位论文新型组合管节点抗震性能研究研究生姓名赵伟伟导师姓名米旭峰申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业结构工程论文提交日期2014年12月19日研究方向组合结构论文答辩日期2015年03月19日答辩委员会主席夏长春评阅人2015年03月18日分类号：TU393密级：公开学号：122100012工学硕士学位论文新型组合管节点抗震性能研究学生姓名赵伟伟指导教师米旭峰副教授江苏科技大学二O一五年三月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequir

2、ementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonSeismicPerformanceofNewCombinationTubeNodeSubmittedbyZhaoweiweiSupervisedbyViceProfessorMixufengJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成

3、果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要本文基于新型高分子

4、材料聚氨酯的优良性能，采用聚氨酯材料代替传统的混凝土，在钢管内部浇灌聚氨酯，便形成一种新型组合结构，即钢-聚氨酯夹层组合结构。该复合夹层管节点有着良好的承载能力、延性、稳定性以及耗能能力等性能。本文的主要内容如下：（1）在组合结构理论研究基础上，引入聚氨酯非线性本构模型和钢－聚氨酯粘结模型，结合钢－聚氨酯共同工作机理，得到适用于钢－聚氨酯复合夹层管节点有限元分析方法；（2）采用有限元方法，分析复合夹层管节点的最大应力以及应力分布模式，基本工作过程，并进行承载力分析，变形能力分析，耗能分析，刚度退化分析，破坏形式等内容的研究。（3）根据上述有限元分析结果，考虑钢－聚氨酯复合

5、管截面空心率、管节点型式等影响因素，设计9个管节点试件与相应的加载方案。其中，通过采用不同厚度的聚氨酯夹层，得到不同空心率的构件；管节点将采用K、T、Y型式，其中节点区聚氨酯夹层厚度、钢管厚度与相连构件一致，完成循环往复荷载试验，试验主要研究试件的力学性能及其主要影响因素，得出其滞回曲线、力学性能与失效机理。试验中，重点研究不同设计因素对管节点破坏模式、承载力、延性、耗能能力、刚度退化等性能的影响。（4）在分析试验与理论结果的基础上，优化有限元分析方法与模型，对复合夹层管节点进行参数分析，得出其破坏机理以及相应参数的影响，并提出相应的构造措施与设计对策。本文通过分析结构的

6、延性系数、能量耗散系数、滞回环面积等设计参数可知，当构建内部灌注聚氨酯时，不论聚氨酯的比例是多少，构件具有良好的抗震性能和耗能能力；随着加载次数的增加，构件发生刚度退化现象；通过有限元和试验结果分析可知，同等空心率下，其节点的承载力由K、Y、T节点逐步下降。为该结构的实际应用提供理论和试验基础。关键词：组合管节点；聚氨酯；抗震性能；滞回曲线；破坏模式IAbstractAbstractBasedontheexcellentperformanceofsteelandpolyurethane,anewcompositestructurewhichpolyurethanemate

7、rialispouredintosteeltubeisformed,namelysteel-polyurethanesandwichcompositestructure.Thiscompositesandwichsteelnodehasagoodcarryingcapacity,ductility,energydissipationcapacity,stabilityandotherproperties.Themaincontentsareasfollows:(1)Basedonthetheoreticalstudyofcom