钢框架梁柱平齐端板连接的损伤本构关系研究.pdf

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1、forthedegreeofMasterResearchonDamageConstitutiveLawofFlushEnd—PlateBearn—ColumnConnectionofSteelFrameByQianWangSupervisor：Prof．WeizhongYangStructuralEngineering一SchoolofCivilEngineering一April，2012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科研成果

2、。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：-=≥≮易日期：2012年4月20日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或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；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州

3、大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：I≥荡日期：2012年4月20日摘要钢框架梁柱平齐端板连接是一种典型的半刚性连接，然而，由于我国对端接的研究起步较晚，对其受力特性缺乏深入的认识，结构设计规范也没有给出半刚性节点的具体计算方法和弯矩一转角关系曲线。实际的结构设计简单的将平齐端板连接处理为理想刚接或完全铰接，这种做法显然存在误差。本文以半刚性连接节点的弯矩一转角关系为研究重点，在查阅了大量的中外文献的基础之上，对国内外在半刚性节点研究方面取得的成果进行了综述，简要分析了钢框架梁柱半刚性连接节点的受力特性，总结了前人研究的半刚性节点的弯矩一转角关系曲线的数

4、学模型及各自的优缺点。介绍了有限元的基本理论，利用ANSYS有限元软件建立了平齐端板连接节点的有限元模型，并得到了试验结果的验证；建立了五类共11个半刚性平齐端板连接节点的有限元模型，通过对比各类节点的弯矩一转角关系曲线，研究了节点几项重要连接参数对平齐端板连接节点受力性能的影响，包括：端板厚度、第一排螺栓到梁受拉翼缘的距离(顶边距)、螺栓中距、螺栓直径和柱腹板加劲肋。从材料损伤的角度，探讨了梁柱半刚性连接节点在弯矩作用下的损伤演化的物理机制，在细观层次上，用弯曲微弹簧来表征细观单元，建立了一种并联弹簧细观模型，用于分析平齐端板连接节点的宏观受力性能，并由此导出有理论

5、基础的弯矩一转角关系模型，提出了一种均值损伤函数形式来描述平齐端板半刚性连接的损伤演化，从而得到具体的表达式，而本构模型中的两个重要参数，即极限弯矩和初始刚度，则参考了欧洲规范EC3的计算方法及有关研究者的成果。进一步对平齐端板连接的本构关系进行数值模拟，验证了本文模型的有效性。关键词：钢结构平齐端板连接半刚性弯矩—转角模型有限元损伤本构AbstractFlushend-platebeam—columnconnectionofsteelframeisatypicalsemi．rindconnection．However,thestudyintoend-platecon

6、nectionisrelativelylateinChina,andthereisalackofdeepunderstandingofitsmechanicalcharacteristics．Moreover,OUrdesigncodedoesn’tgiveamoment-rotationcurveandaspecificcalculationmethodwhichareindispensabletothedesignandcalculationofsemi—rigidconnections．Thedesignofflushend-plateconnectionsin

7、actualstructuralissimplyconsideredfitSfullyrigidoridealhinged，whichisclearlyerror．Theemphasisofthisstudyisthemoment-rotationrelationshipofsemi—rigidconnections．OnthebasisofsearchingalargenumberofChineseandforeignliterature，thispaperreviewedtheresearchstatusandachievementsathome