钢框架节点域剪切变形对框架位移角的影响

摘要

钢框架在各国的使用早已非常普遍的.但美国和日本分别于1994年和1 995年发生的大地震,使人们重新审视整个钢框架体系在多高层中的应用.研究表明:对节点域进行合理的设计之后,钢框架是可以满足抗震要求.该文较为全面地介绍了美国,日本等国有关节点域研究的成果,并对其中主要的公式进行了推导.在钢框架体系中,节点域是较薄弱的单元,说其薄弱是因为要通过其变形来耗散地震能量.该文从节点域的屈服过程,破坏机理入手,采用虚功原理,对节点域屈曲进行了推演,得到了节点域破坏的最大剪力,以及屈服后所能承受的剪力.可以说整个框架的强度、刚度很大程度上依靠节点域的抗剪性能,通过加设补强板的方法,可以改善框架在侧向力作用下的承载力,刚度和抗震性能.节点域在框架梁、柱节点中,主要以受剪为主.节点域的抗剪性能集中表现为节点域的厚度,在各国规范中,对厚度都有明确的规定.为了适应中国的具体国情,并在实际工程中方便应用,中国《高钢规程》中对厚度计算的公式进行规定,该文对这一规定的依据进行了探讨;同时也对各国的规定进行了比较,在该文最后部分使用有限元计算软件对各种规定得出的厚度进行了比较,得出适合的计算公式.侧移是高层钢结构设计中的主要控制指标之一.由于节点域受剪变形,参与了能量耗散,其非弹性变形增加了钢框架的侧向位移,各国对此进行了很多研究;该文将节点区变形分解为梁、柱和节点域的变形,并推导出了计算公式,从公式中可以看出各部分对侧移的贡献.

目录

文摘

英文文摘

声明及关于论文使用授权的说明

01.概述

1.1研究背景

1.2关于节点

1.2.1节点的屈服机制

1.2.2节点的类型

1.3关于节点域

1.4国外的研究成果

1.4.1美国的研究成果

1.4.2日本的研究成果

1.4.3我国目前的规定

2.节点域分析

2.1节点域屈服的机理分析

2.1.1节点域的受力分析

2.1.2节点域的屈服过程

2.1.3节点域的破坏

2.1.4节点域的剪切变形

2.1.5节点域塑性变形的理论分析

2.1.6节点域的恢复力曲线及经验公式

2.2节点域对框架的影响

2.2.1考虑节点域剪切变形的框架分析

2.2.2考虑板域塑性铰的框架反应

2.2.3节点域对刚框架承载力和刚度的影响

3.算例说明

3.1关于节点域厚度

3.2关于位移角

3.3有限元分析

4.结论

5.致谢

参考文献