集装箱房屋梁柱节点的半刚性性能研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文集装箱房屋梁柱节点的半刚性性能研究专业：建筑与土木工程硕士生：任建省指导老师：苏明周教授林冰教授级高工摘要随着国家对绿色建筑、工业化建筑的大力提倡，集装箱房屋作为一种新的建筑形式悄然兴起。为了推进集装箱房屋的快速发展，国内外很多学者陆续展开相关研究，并取得了一定的成果，但大部分研究集中于建筑设计方面，结构设计及受力性能的相关研究甚少，没有形成系统的理论成果。为深入了解集装箱房屋的相关结构特性，本文针对集装箱房屋梁柱节点的半刚性性能展开了研究。集装箱房屋结构主要由冷弯薄壁型钢组装而成，因此本文对集装箱房屋梁柱节点的研究主要参考了冷弯薄壁型

2、钢节点的相关研究成果。在总结国内外对冷弯薄壁型钢节点研究的基础上，通过有限元软件ANSYS15.0对集装箱房屋梁柱节点进行了研究分析，本文主要进行了以下工作：（1）有限元分析方法的验证。通过对门式刚架的形梁柱节点的已有试件建立有限元模型，对比分析有限元结果和试验结果，验证了利用ANSYS有限元软件分析集装箱房屋梁柱节点受力性能的可行性。（2）研究了集装箱房屋底框架和顶框架纵向梁柱节点的受力性能。①同一类型的所有节点构件在不同参数下的应力分布有所不同，节点初始转动刚度、节点极限承载力及极限弯矩随着紧固件厚度增大、螺栓强度的提高及螺栓数量的增多均有所提高，其中以螺栓

3、强度变化最为明显。②所有节点构件在施加荷载初期均呈现出明显的线性阶段，即处于弹性阶段；当继续加载，出现了非线性阶段且斜率逐渐减小，说明此时节点刚度开始减小，进入了弹塑性阶段；继续加大位移，所承受的反力P的增量逐渐减小并趋于零，并能够保持较长的加载阶段，说明各节点构件具有良好的塑性性能。③通过对梁柱节点有限元结果数据的分析处理，建立了集装箱房屋梁柱节点的M−曲线数学模型。（3）研究了节点刚度对结构刚度的影响。①在节点相对刚度较小时，刚架西安建筑科技大学硕士学位论文的跨中挠度比和柱顶侧移比比较大。随着梁柱节点相对刚度的增加，刚架的跨中挠度比和柱顶侧移比均逐渐减小，当

4、节点相对刚度β由0增加到5时，刚架位移比减小的速度比较快；当β≥25时，曲线逐渐趋向平稳，此时刚架位移比约为1.1，符合EC3规定的刚接限值（β=25）。②通过有限元分析判定，所设计的节点构件半刚性性能明显，为了减小实际工程中节点半刚性对结构位移的不利影响，笔者给出了改善节点构造形式和增大结构位移限值两条建议。关键词：集装箱房屋；梁柱节点；半刚性；有限元非线性分析；结构刚度应用类型：应用基础研究西安建筑科技大学硕士学位论文StudyonSemi-rigidPerformanceofBeam-columnConnectionsinContainerHousesSpe

5、cialty:ArchitectureandCivilEngineeringName:RenJianshengInstructor:ProfessorSuMingzhouProfessorLinBingSeniorEngineerABSTRACTWiththevigorousadvocacyofthegreenbuildingandindustrialbuilding,containerhousesareemergingasanewformofarchitecture.Inordertopromotetherapiddevelopmentofcontainerho

6、uses,manyscholarsathomeandabroadhavecarriedoutrelatedresearchesandmadesomeachievements.However,mostoftheresearcheswerefocusedonarchitecturaldesign.Therewerefewresearchesonstructuraldesignandmechanicalproperty,andnosystematictheoreticalresultswereformed.Inordertofurtherunderstandthestr

7、ucturalcharacteristicsofcontainerhouses,thesemi-rigidperformanceofthebeam-columnconnectionofcontainerhouseswasstudiedinthispaper.Thecontainerhousestructureismainlycomposedofcold-formedthin-wallsteel.Therefore,theresearchonthebeam-columnconnectionofcontainerhousesmainlyreferredtotherel

8、atedr