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钢框架盖板加强型节点低周反复荷载试验研究

作　者: 黑伟伟
导　师: 王燕
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢框架塑性铰外移盖板加强型节点试验研究
分类号: TU391
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 28次
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内容摘要

本文研究的盖板加强型节点是一种典型的梁截面加强型节点形式,通过在梁端部焊接盖板来提高梁端截面的抵抗矩,使梁端塑性铰的位置远离受力复杂且脆弱的梁柱翼缘连接焊缝,起到提高节点延性,防止节点脆性破坏的目的。本文共设计了4个缩尺比例为1/2的抗弯钢框架盖板加强型连接节点,分别为试件CPC-1、CPC-2、CPC-3、CPC-4。4个加强型节点试件均采用矩形加强板形式,为了分析盖板的厚度和长度对节点的受力性能的影响,并得到盖板尺寸合理的取值范围,试件CPC-1和CPC-2为厚度相同而长度发生变化,试件CPC-3和CPC-4为厚度发生变化而长度相同。试件及盖板的尺寸的设计参考了我国现行规范、美国FEMA350、351和国内相关的研究成果。试验现象表明:4个盖板加强型节点试件在距加强板端部约1/4梁高位置形成塑性铰,远离柱翼缘,保护了梁柱节点连接焊缝,防止节点脆性破坏的发生。试验结果表明:4个盖板加强型节点试件的极限承载力比较,试件CPC-2的极限承载力最大,为164KN;盖板加强型节点试件的塑性转角范围为3.63%rad～3.91%rad,总转角范围为5.01%rad~5.24%rad,延性系数范围为3.11~3.31,等效粘滞阻尼系数范围为0.427~0.476,满足了3%rad塑性转角、5%rad总转角及延性系数大于3.0的抗震性能最低标准。通过对试验数据的对比分析发现随着盖板尺寸的增加,其承载力提高,其塑性转角、总转角、延性系数和等效粘滞阻尼系数却减小。依据试验结果,给定了加强型节点盖板尺寸的取值范围,盖板厚度不宜超过1.2倍的梁翼缘厚度,盖板长度宜在0.5～0.85倍梁高范围内取值。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-8
第1章绪论  8-25
  1.1 引言  8-10
  1.2 震后各国对梁柱连接的研究  10-12
  1.3 国内外对新型钢结构梁柱节点的研究现状  12-21
    1.3.1 梁截面削弱式  12-16
    1.3.2 梁截面加强型  16-21
  1.4 盖板加强式梁柱连接的研究现状  21-23
  1.5 本文的研究内容及目的  23-24
    1.5.1 目前研究存在的不足  23
    1.5.2 本文研究的内容和目的  23-24
  1.6 本章小节  24-25
第2章试件和盖板尺寸设计  25-58
  2.1 规范及规程对梁柱连接的计算规定  25-29
  2.2 国内外对板式加强型节点设计方法  29-37
    2.2.1 美国FEMA-351 对盖板加强型节点的设计方法  29-32
    2.2.2 美国FEMA-350 对翼缘板加强型节点的设计方法  32-35
    2.2.3 国内对板式加强式节点的设计方法  35-37
  2.3 梁柱连接节点构造  37-38
  2.4 结构模型设计  38-54
    2.4.1 试件模型和加强板尺寸的确定  38-39
    2.4.2 盖板加强型节点的设计步骤  39-52
    2.4.3 试件描述  52-54
  2.5 本章小结  54-58
第3章盖板加强型节点模型试验  58-73
  3.1 拟静力试验的机理及其目的  58
  3.2 试验装置  58-63
    3.2.1 量测设备  60-61
    3.2.2 测点布置  61-62
    3.2.3 量测仪器及量测方法  62-63
  3.3 材性试验  63-65
  3.4 加载制度  65-66
  3.5 试验现象  66-72
    3.5.1 试件CPC-1 的试验现象  66-67
    3.5.2 试件CPC-2 的试验现象  67-69
    3.5.3 试件CPC-3 的试验现象  69-70
    3.5.4 试件CPC-4 的试验现象  70-72
  3.6 本章小结  72-73
第4章试验结果及数据分析  73-94
  4.1 荷载—位移滞回曲线  73-76
  4.2 梁端塑性转角和总转角  76-80
  4.3 骨架曲线及刚度退化  80-82
  4.4 等效粘滞阻尼系数he  82-84
  4.5 位移延性系数μ  84-86
  4.6 应变分析  86-92
    4.6.1 梁纵向应变分析  86-89
    4.6.2 加强板应变分析  89-92
  4.7 本章小结  92-94
第5章结论与展望  94-98
  5.1 结论  94
  5.2 盖板加强型节点刚性连接的计算方法  94-97
  5.3 展望  97-98
参考文献  98-103
攻读硕士学位期间发表的学术论文、参加的科研实践工作  103-104
致谢  104

钢框架盖板加强型节点低周反复荷载试验研究

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