新型方鋼管柱-h型鋼梁拼接外夾筒式節(jié)點(diǎn)靜力性能研究

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1、碩士學(xué)位論文新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外夾筒式節(jié)點(diǎn)靜力性能研究StudyontheStaticPerformanceofNewTypeH-beamtoSquareTubularColumnConnectionswithSplicingOuterSleeve作者：張志雄導(dǎo)師：夏軍武教授中國礦業(yè)大學(xué)二〇一五年五月中圖分類號TU391學(xué)校代碼10290UDC624密級公開中國礦業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外夾筒式節(jié)點(diǎn)靜力性能研究StudyontheStaticPerformanceofNewTypeH-beamtoSquareTubularColumnConne

2、ctionswithSplicingOuterSleeve作者張志雄導(dǎo)師夏軍武申請學(xué)位工學(xué)碩士培養(yǎng)單位力建學(xué)院學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)工程研究方向鋼結(jié)構(gòu)答辯委員會(huì)主席耿歐評閱人徐趙東常鴻飛二〇一五年五月論文審閱認(rèn)定書研究生張志雄在規(guī)定的學(xué)習(xí)年限內(nèi)，按照研究生培養(yǎng)方案的要求，完成了研究生課程的學(xué)習(xí)，成績合格；在我的指導(dǎo)下完成本學(xué)位論文，經(jīng)審閱，論文中的觀點(diǎn)、數(shù)據(jù)、表述和結(jié)構(gòu)為我所認(rèn)同，論文撰寫格式符合學(xué)校的相關(guān)規(guī)定，同意將本論文作為學(xué)位申請論文送專家評審。導(dǎo)師簽字：年月日致謝值此論文終稿之際，也就意味著三年研究生求學(xué)生涯已悄然地步入尾聲，如今的我即將重新邁入社會(huì)的大舞臺之中，心中難免思

3、緒萬千?；貞浧鹜舸掖叶^的短暫校園生活，師生之情、同門同窗好友之誼以及校園生活中留下的點(diǎn)點(diǎn)滴滴都讓我記憶猶新，終生難忘，此時(shí)，一種感恩之情頓時(shí)油然而生。衷心地感謝我的研究生導(dǎo)師夏軍武教授對我的關(guān)懷和指導(dǎo)，在此謹(jǐn)向夏老師致以深深地謝意！三年研究生求學(xué)期間，夏老師淵博的學(xué)識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)，創(chuàng)新的精神以及嚴(yán)于律己、寬以待人的作風(fēng)都給學(xué)生留下深刻的印象，使我受益匪淺。在我的論文選題和寫作過程中，夏老師都為學(xué)生傾注了大量的精力和時(shí)間，沒有夏老師的耐心指導(dǎo)和全力支持，我就不可能順利地完成本文。在學(xué)生心中，夏老師就如同一盞熠熠生輝的明燈，不但照亮了我求學(xué)之路的前進(jìn)方向，而且溫暖了我生活

4、中偶爾疲憊的心靈，在此，我要再次向夏老師致以最誠摯地感謝，感謝夏老師三年來對我的教育之恩。感謝竇國濤博士在學(xué)習(xí)生活中給予的關(guān)心和幫助，感謝同門劉丹丹、曹極昌、徐興興和楊風(fēng)州在試驗(yàn)中的大力幫助，能夠重返學(xué)校與你們一起度過美好的三年校園時(shí)光是我求學(xué)生涯最美好的記憶！感謝師妹陳曉淼、路振花以及師弟孔祥佩、張斌斌、譚永超、夏翔、徐博和張海威等在論文的試驗(yàn)和寫作中給予的積極幫助和關(guān)心，感謝我的室友秦康、黃偉、王樹祥、張旭、黃錦輝、康建博和顧愛東，三年的研究生寢室生活中，正是有了你們的長期相伴和關(guān)心，我的校園生活才會(huì)顯得更加豐富和充滿活力。感謝我的父母和妹妹在我坎坷的求學(xué)路上給予我不

5、斷地鼓勵(lì)和支持，正是你們長期的默默付出，才使我能夠一路走到現(xiàn)在，特別是父母在事業(yè)上敢作敢為、吃苦耐勞的打拼精神以及艱苦樸實(shí)的生活作風(fēng)，一直潛移默化地感染著我，讓我倍受激勵(lì)。正是你們無私的辛勤付出，才奠定了我不斷敢于進(jìn)取奮斗的基礎(chǔ)，你們點(diǎn)點(diǎn)滴滴的莫大恩情我將銘記于心！未來的奮斗之路還很漫長，我唯有努力拼搏，勤勤懇懇，腳踏實(shí)地的做好自己，同時(shí)在今后的生活中全心全意地回報(bào)你們，才能報(bào)你們恩情于萬一！最后感謝各位專家和學(xué)者在百忙之中抽出寶貴時(shí)間對我的論文進(jìn)行評審！摘要隨著我國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)形式也在不斷完善，可現(xiàn)有的一些節(jié)點(diǎn)形式由于存在傳力路徑不夠明確以及現(xiàn)場

6、焊接施工影響節(jié)點(diǎn)質(zhì)量等問題，已經(jīng)不能很好的滿足實(shí)際工程應(yīng)用的要求。針對該現(xiàn)狀，本文提出了一種新型的半剛性節(jié)點(diǎn)——拼接外夾筒式節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)通過外夾筒和高強(qiáng)螺栓將方鋼管柱和H型鋼梁連接成一個(gè)整體，安裝簡便靈活，避免了現(xiàn)場焊接的缺陷，同時(shí)可以確保節(jié)點(diǎn)具有適當(dāng)?shù)某休d力和剛度，改善了節(jié)點(diǎn)的傳力路徑，為節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)提供了一定的參考依據(jù)。本文主要通過試驗(yàn)研究和有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究新型方鋼管柱-H型鋼梁拼接外夾筒式節(jié)點(diǎn)在單調(diào)加載下的節(jié)點(diǎn)變形、應(yīng)力分布、梁端位移、轉(zhuǎn)動(dòng)剛度、極限承載能力以及破壞特征等情況，考察該新型節(jié)點(diǎn)形式應(yīng)用的可行性，并針對節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式提出合理的改進(jìn)措施建議，最

7、后選取現(xiàn)有的三種方法對節(jié)點(diǎn)的剛度類型進(jìn)行判別。具體的研究工作可以概括為以下幾個(gè)方面：（1）不考慮平面鋼框架受水平作用力影響時(shí)，通過對兩個(gè)足尺“十字型”節(jié)點(diǎn)進(jìn)行近似同步對稱單調(diào)靜力加載試驗(yàn)，初步研究靜載作用下節(jié)點(diǎn)的彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系、受力特征、破壞過程、極限承載能力以及節(jié)點(diǎn)域范圍內(nèi)應(yīng)力的分布狀態(tài)和規(guī)律，對比分析不同外夾筒厚度對新型節(jié)點(diǎn)的極限承載能力和初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明該節(jié)點(diǎn)承載力較高，具有較好的轉(zhuǎn)動(dòng)能力和延性特征；（2）利用ANSYS有限元軟件建立節(jié)點(diǎn)的非線性有限元模型，研究節(jié)點(diǎn)的荷載-位移關(guān)系、彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系、抗彎承