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钢框架结构腹板开孔型梁柱节点的力学性能分析开题报告

 2021-02-22 04:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

研究意义

随着科学技术和经济条件的发展,人口的急剧增长,建筑结构越来越向高空发展。由于钢材轻质、高强,具有良好的延性和抵抗地震作用的能力,钢结构已成为高层和超高层建筑结构最好的、主要的结构形式。钢结构具有重量轻、强度高、延性大、抗震性能好、施工速度快、构件截面小、结构净空和跨度大、综合经济指标好等优点,其更适合于地震区和软土地基上的高层建筑。近年来我国建筑钢结构发展迅速,每年在建的高层、超高层钢结构建筑物多达数百栋,但根据统计数据分析,这些在建和已经建成的高层钢结构梁柱节点仍以传统节点连接为主。

钢结构梁柱结合的部分称为梁柱节点或梁柱连接,它在结构中起到重要作用。在正常使用状态下,钢结构梁柱节点将梁与柱连成整体,使结构能够有效地承受重力、风载等外部荷载。在强烈地震作用下,梁端和节点域产生塑性变形,形成塑性铰,有效地吸收和耗散能量,使结构能够做到大震不倒、小震可修。连接节点的力学性能还会影响到结构的整体行为,如结构变形、自振周期、、地震反应和结构内力。根据受力变形特征,传统节点连接可以划分为以下三类:刚性连接,铰支连接和半刚性连接。但在1994年1月17日美国北岭(northridge)地震和1995年1月17日日本kobe地震中,传统钢结构梁柱连接节点均遭到不同程度的严重破坏,调查结果表明,节点的延性和塑性不足是造成破坏的主要原因。因此进行节点地震脆断机理和抗震性能的研究,防止节点在地震作用下的脆性断裂及相关破坏,改善节点抗震性能,完善节点抗震设计理论和设计方法,提出抗震对策,成为目前迫切需要解决的问题;而这些问题的解决,都具有十分重要的理论价值和现实的工程意义。

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2. 研究的基本内容与方案

论文题目:钢框架结构腹板开孔型梁柱节点的力学性能分析

基本内容:为了防止地震下钢框架梁柱节点的延性和塑性不足,目前的规范建议采用塑性铰外移的节点方式,如削弱型节点。削弱型节点大多采用翼缘削弱方式,而对在腹板上开孔的削弱方式的研究相对较少,本论文拟通过有限元仿真分析掌握腹板开孔型梁柱节点的抗震机理,并基于参数分析研究开孔位置、形状等对节点力学性能的影响。主要研究内容包括

1. 在查阅国内外相关文献的基础上,掌握目前钢框架结构常用梁柱刚性节点的抗震机理;

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3. 研究计划与安排

第1周:毕业实习

第2周-第4周:查阅相关资料,明确研究内容,确定论文题目,撰写开题报告

第5周-第9周:学习abaqus软件,并利用abaqus建立腹板开孔型梁柱刚性节点的精细化有限元模型;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 李星荣,靳晓勇. 钢结构连接节点构造设计手册[m].北京:机械工业出版社,2016

[2] 张艳霞. 钢框架结构梁柱抗震节点试验研究和有限元分析实例[m]. 北京:中国建筑工业出版社,2015

[3] 王 燕. 钢结构新型延性节点的抗震设计理论及其应用[m]. 北京:科学出版社,2012

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