鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)剛域研究

鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)剛域研究

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1、碩士學(xué)位論文鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)剛域研究RESEARCHONTHERIGID-ZONEFACTOROFSTEELFRAMEALL-WELDEDJOINTS王美哈爾濱工業(yè)大學(xué)2010年6月圖內(nèi)圖書(shū)分類號(hào):TU391學(xué)校代碼:10213國(guó)際圖書(shū)分類號(hào):624密級(jí):公開(kāi)碩士學(xué)位論文鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)剛域研究碩士研究生:王美導(dǎo)師:傅學(xué)怡教授申請(qǐng)學(xué)位:工學(xué)碩士學(xué)科:土木工程所在單位:深圳研究生院答辯日期:2010年6月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TU391U.D.C:624Dissertatio

2、nfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHERIGID-ZONEFACTOROFSTEELFRAMEALL-WELDEDJOINTSCandidate:WangMeiSupervisor:Prof.FuXueyiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:CivilEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:June,2010D

3、egree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展,越來(lái)越多的建筑物使用鋼結(jié)構(gòu),而構(gòu)件中的梁柱尺寸也越來(lái)越大,這樣在梁柱連接處會(huì)形成一個(gè)較大的節(jié)點(diǎn)域,由于梁柱的約束作用,此節(jié)點(diǎn)域剛度相對(duì)于梁或柱剛度較大,因此梁或柱的有效長(zhǎng)度有所減小,相當(dāng)于在節(jié)點(diǎn)域內(nèi)沿梁或柱有一段剛度無(wú)窮大的區(qū)域,稱之為剛域。目前結(jié)構(gòu)分析軟件中大多采用桿系模型來(lái)模擬實(shí)際結(jié)構(gòu),在桿系模型中,節(jié)點(diǎn)剛域長(zhǎng)度的取值將影響桿件的有效長(zhǎng)度,從而影響到

4、整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度,而結(jié)構(gòu)剛度對(duì)于結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)影響很大,因此要準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng),前提是要準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度,也就是要準(zhǔn)確設(shè)置節(jié)點(diǎn)剛域的長(zhǎng)度。目前對(duì)鋼框架節(jié)點(diǎn)的研究基本都集中在節(jié)點(diǎn)域和節(jié)點(diǎn)承載力方面,對(duì)節(jié)點(diǎn)剛域方面很少涉及,因此有必要對(duì)鋼框架節(jié)點(diǎn)剛域進(jìn)行研究。本文采用通用有限元分析軟件ANSYS,對(duì)鋼框架全焊接節(jié)點(diǎn)建立實(shí)體模型,給出了模擬分析剛域長(zhǎng)度的方法和算例,并對(duì)該方法計(jì)算出的剛域系數(shù)進(jìn)行了ANSYS實(shí)體框架模型和SAP2000線模型設(shè)定剛域系數(shù)的對(duì)比,框架在水平荷載作用下的最大側(cè)移吻合較好,證明了這

5、種分析剛域長(zhǎng)度方法的有效性。對(duì)“╋”型和“┣”型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了影響節(jié)點(diǎn)剛域長(zhǎng)度的多參數(shù)分析,參數(shù)包括梁柱截面尺寸、加勁肋尺寸以及梁跨度和柱層高。計(jì)算分析表明,節(jié)點(diǎn)域腹板厚度、梁截面高度、柱截面高度是影響剛域系數(shù)的主要原因,梁柱其它截面尺寸只對(duì)自身剛域影響較大,加勁肋尺寸只對(duì)梁的剛域影響較為明顯,對(duì)柱子剛域,幾乎沒(méi)有影響。最后通過(guò)節(jié)點(diǎn)域變形對(duì)所有參數(shù)的影響趨勢(shì)進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:鋼框架;節(jié)點(diǎn);剛域系數(shù);節(jié)點(diǎn)域變形-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWiththedevelopmentofsteelstru

6、cture,moreandmorebuildingsusesteelstructure,andthesizesofthebeamsandcolumnsarealsolarger,soatthejointswillformalargepanelzone.Asconstraintsofthebeamandcolumn,stiffnessofthepanelzoneisverylargerelativetobeamstiffnessorcolumnstiffness.Therefore,theeffectivelen

7、gthofthebeamorcolumnwillbereduced,whichisequivalenttoaregionwithinfinitestiffnessknownasrigid-zoneexistsalongthebeamsorcolumns.Instructuralanalysissoftware,mostlyusetheline-elementmodeltosimplifyandabstracttheactualstructure,lengthoftherigid-zoneaffectstheef

8、fectivelengthofthebeamorcolumn,thusaffectsthestiffnessoftheentirestructure,whilethestructuralstiffnesshasagreatinfluenceonthevibrationresponseofthestructure,sotoaccuratelycalculatetheseismicresp

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