新型加強(qiáng)X型方鋼管節(jié)點(diǎn)平面內(nèi)受彎滯回性能研究
本文選題:X型方鋼管節(jié)點(diǎn) + 環(huán)口包角板加強(qiáng) ; 參考:《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:Vierendeel桁架節(jié)點(diǎn)通常以承受平面內(nèi)彎矩為主,Vierendeel桁架假定節(jié)點(diǎn)為全剛性,然而這在實(shí)際應(yīng)用中是不可能實(shí)現(xiàn)的,已有研究表明加強(qiáng)后的節(jié)點(diǎn)可以獲得全剛性;目前鋼管節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)方式多針對(duì)節(jié)點(diǎn)域的主管部分,忽視了對(duì)節(jié)點(diǎn)域支管部分的加強(qiáng)。論文以環(huán)口包角板加強(qiáng)為原型提出對(duì)主支管同時(shí)加強(qiáng)的新型加強(qiáng)方式——槽型環(huán)口板上移加強(qiáng),并以構(gòu)成雙層Vierendeel桁架的X型方鋼管節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象,對(duì)未加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)采用環(huán)口包角板加強(qiáng)和槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)兩種加強(qiáng)方式,通過(guò)試驗(yàn)研究、非線性有限元數(shù)值模擬以及塑性鉸線模型機(jī)理分析三種研究手段,對(duì)其平面內(nèi)受彎滯回性能進(jìn)行研究,重點(diǎn)研究了槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)方式的加強(qiáng)性能。提出了新型加強(qiáng)方式——槽型環(huán)口板上移加強(qiáng),通過(guò)試驗(yàn)揭示了環(huán)口包角板加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)和槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)平面內(nèi)受彎滯回性能規(guī)律。實(shí)測(cè)結(jié)果表明,節(jié)點(diǎn)支管-主管寬度比β不同,主管發(fā)生變形位置不同;采用環(huán)口包角板加強(qiáng)和槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)可以減弱主管變形、提高滯回環(huán)面積和累積耗能水平以及改善未加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)往復(fù)荷載下等效黏滯阻尼系數(shù)和強(qiáng)度退化系數(shù)會(huì)降低的趨勢(shì);與相同β的未加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)相比,加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)彈性剛度、屈服彎矩、破壞彎矩、抗彎承載力明顯提高,但延性系數(shù)、等效黏滯阻尼系數(shù)均降低,剛度退化速率和相同β的未加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)相近。槽型環(huán)口板上移作用優(yōu)勢(shì)明顯:槽型環(huán)口板的上移能有效觀察主管翼緣板和側(cè)壁的變形以及主管-支管焊縫影響區(qū)的開裂;槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)對(duì)節(jié)點(diǎn)彈性剛度、屈服彎矩、破壞彎矩、抗彎承載力提高效率高于環(huán)口包角板加強(qiáng)。建立了方鋼管加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)非線性有限元模型,提出了模擬節(jié)點(diǎn)抗彎承載力和極限轉(zhuǎn)角的確定條件。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果與有限元模擬結(jié)果比對(duì)以及抗彎承載力判定過(guò)程,提出將模擬節(jié)點(diǎn)主管變形達(dá)到1%b0時(shí)的彎矩值確定為該節(jié)點(diǎn)抗彎承載力,將模擬節(jié)點(diǎn)主管變形達(dá)到2%b0時(shí)的轉(zhuǎn)角作為確定模擬節(jié)點(diǎn)的極限轉(zhuǎn)角的條件之一。分析了槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)各參數(shù)對(duì)平面內(nèi)受彎滯回性能的影響規(guī)律。通過(guò)非線性有限元模擬對(duì)36個(gè)槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的7個(gè)影響參數(shù)單因素分析發(fā)現(xiàn),支管-主管寬度比、槽型環(huán)口板上移高度和槽型環(huán)口板長(zhǎng)度對(duì)加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的滯回性能影響最為明顯:β越大,槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)彈性剛度、屈服彎矩、抗彎承載力、延性系數(shù)越大,能量耗散能力越好,剛度退化趨勢(shì)(斜率)越大;h越大,β=0.7槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)彈性剛度、屈服彎矩、抗彎承載力越大,能量耗散能力越好,延性系數(shù)呈先增大后減小,剛度退化趨勢(shì)相近,β=1.0槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)延性系數(shù)越小,能量耗散能力先增大后減小,剛度退化趨勢(shì)相近;lp越大,槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)彈性剛度、屈服彎矩、抗彎承載力越大,能量耗散能力越好,延性系數(shù)越小,剛度退化趨勢(shì)相近。通過(guò)正交試驗(yàn)判斷3個(gè)主要影響參數(shù)的主次關(guān)系是:支管-主管寬度比槽型環(huán)口板上移高度槽型環(huán)口板長(zhǎng)度。通過(guò)塑性鉸線模型,分析了槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)3個(gè)主要影響參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)承載及耗能的影響機(jī)理。不同β的槽型環(huán)口板上移加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的塑性鉸線發(fā)生的位置與相同β的未加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)相似;h越大,槽型環(huán)口板與主管側(cè)壁重合的范圍越小,主管側(cè)壁塑性鉸線落在槽型環(huán)口板范圍內(nèi)部分越小,由此槽型環(huán)口板參與獨(dú)立變形的面積范圍越大,同時(shí)槽型環(huán)口板獨(dú)立變形的部分還可以看作是支管的加強(qiáng)板,可以提高節(jié)點(diǎn)承載能力和耗能能力;lp越長(zhǎng),槽型環(huán)口板覆蓋主管范圍越大,槽型環(huán)口板覆蓋塑性鉸線范圍越大,說(shuō)明槽型環(huán)口板參與承載和耗能的尺寸越大,加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)承載和耗能越大。
[Abstract]:This paper presents a new type of strengthened mode _ slot type ring orifice plate which is reinforced by ring port plate reinforcement and groove type ring port plate . This paper analyzes the influence mechanism of three main influence parameters on the bearing capacity and energy consumption of the groove type ring orifice plate . The larger the distance between the groove type ring orifice plate and the main pipe side wall , the greater the ductility coefficient , the greater the bending bearing capacity of the groove type ring orifice plate , the larger the ductility coefficient is , the larger the extent of the plastic hinge line covering the groove type ring orifice plate , the larger the groove type ring orifice plate participates in the bearing and energy consumption , the greater the bearing capacity and energy consumption of the reinforced node .
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TU392.3
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1791210
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