鋼梁柱弱軸雙腹板底角鋼節(jié)點(diǎn)有限元分析

1、（二○一三年三月二○一三年三月分類號(hào)分類號(hào):學(xué)校代碼學(xué)校代碼::1012810128UDC:學(xué)號(hào):2010132220101322碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文類別:全日制碩士研究生全日制碩士研究生題目：鋼梁柱弱軸雙腹板底角鋼節(jié)點(diǎn)有限元：鋼梁柱弱軸雙腹板底角鋼節(jié)點(diǎn)有限元分析分析英文題英文題目：Finiteelementanalysisofminaxisbeamtocolumnseatanglewithdoublewebanglesconnec

2、tioninsteelframes研究研究生：譚娟：譚娟學(xué)科名學(xué)科名稱：結(jié)構(gòu)工程：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：曹玉生：曹玉生教授教授內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要近年來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)獲得了飛速的發(fā)展，應(yīng)用更廣泛，影響迅速擴(kuò)大。與此同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法和體系構(gòu)建都得到了很好的發(fā)展。梁柱之間的連接節(jié)點(diǎn)對(duì)于整個(gè)構(gòu)件的安全性能和受力性能影響巨大，它是鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵部位。鋼結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)連接傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析都簡(jiǎn)化為完全剛接或理想鉸接，但

3、在實(shí)際工程中連接受力性能介于兩者間，應(yīng)當(dāng)作為半剛性連接。本文首先簡(jiǎn)要地介紹半剛性節(jié)點(diǎn)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，梁柱半剛性連接的類型與特性半剛性連接發(fā)展前景和目前研究應(yīng)用中的局限性。全文特別研究了鋼框架梁柱弱軸雙腹板底角鋼連接節(jié)點(diǎn)，作為一種典型的半剛性連接節(jié)點(diǎn)，必須要詳細(xì)了解其受力性能。引用了歐洲規(guī)范Eurocode3采用的組件法計(jì)算各純鋼連接的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度。再計(jì)算出各組件的極限承載能力，并選取最小值作為該節(jié)點(diǎn)的極限彎矩承載力，得出了此種節(jié)點(diǎn)的分析

4、計(jì)算公式。簡(jiǎn)單介紹了有限元法的基本思路，將物體離散化然后分析單元特性，最后重新組合單元變成整體進(jìn)行綜合分析。鋼框架梁柱弱軸雙腹板底角鋼連接節(jié)點(diǎn)受力性能是非線性的，所以描述了有限元分析節(jié)點(diǎn)中要用到的非線性塑性理論中的三個(gè)準(zhǔn)則。參考實(shí)驗(yàn)參數(shù)與有限元程序相結(jié)合，對(duì)弱軸雙腹板底角鋼連接進(jìn)行模擬，從結(jié)構(gòu)的整體出發(fā)綜合考慮節(jié)點(diǎn)半剛性、幾何非線性、狀態(tài)非線性、材料非線性等多種因素影響，對(duì)半剛性連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行受力分析研究，能比較實(shí)際地反映此體系的受力性能

5、。將得出的有限元結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，三者數(shù)據(jù)較符合，證明了推導(dǎo)公式的正確性與有限元模型設(shè)定的合理性。使用正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)進(jìn)一步研究各主要構(gòu)件對(duì)節(jié)點(diǎn)受力性能的影響大小，計(jì)算了三因素三水平九個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷某跏嫁D(zhuǎn)動(dòng)剛度和極限彎矩。運(yùn)用極差法分析了三因素對(duì)節(jié)點(diǎn)受力影響的重要性，再運(yùn)用方差法更深入的分析影響程度。利用正交實(shí)驗(yàn)極差分析法與方差分析法，可知柱腹板的厚度、雙角鋼的厚度、螺栓的直徑是對(duì)弱軸雙腹板底角鋼連接節(jié)點(diǎn)性能影響的重要因素