【摘 要】
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钢材因具有质量轻、材质均匀、强度高、塑性和韧性优良等特点,是在民用及工业建筑中大量使用的材料。在多高层建筑钢结构中钢框架结构体系为常用的一种结构体系,其中钢框架柱是钢框架结构体系中最重要的构件之一。本文以钢框架箱形截面柱法兰连接节点作为研究对象,通过试验和数值模拟分析对此类节点的受力性能和工程实用性进行了研究,主要内容如下:(1)查阅相关文献,概述了国内外关于钢框架柱连接节点、法兰连接、栓焊连接的
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钢材因具有质量轻、材质均匀、强度高、塑性和韧性优良等特点,是在民用及工业建筑中大量使用的材料。在多高层建筑钢结构中钢框架结构体系为常用的一种结构体系,其中钢框架柱是钢框架结构体系中最重要的构件之一。本文以钢框架箱形截面柱法兰连接节点作为研究对象,通过试验和数值模拟分析对此类节点的受力性能和工程实用性进行了研究,主要内容如下:(1)查阅相关文献,概述了国内外关于钢框架柱连接节点、法兰连接、栓焊连接的研究现状,并对本文所研究的钢框架柱法兰连接节点进行了介绍,对选题意义进行阐述;(2)通过对4个钢框架箱形截面柱法兰连接节点足尺试件进行静力加载试验,通过观察节点破坏全过程及破坏现象,对节点的破坏模式进行了分析。绘制了各节点试件的弯矩-位移曲线、截面应变分布图以及螺栓拉力变化曲线,通过试验数据对比分析与研究法兰板之间施加的焊缝尺寸变化对于节点力学性能的影响;(3)通过ABAQUS软件对钢框架箱形截面柱法兰连接节点进行数值模拟分析,详细介绍了建模过程中的相互作用关系、边界条件和网格划分等步骤,将其与试验结果进行对比验证模型的合理性。并在此基础上进行参数化分析,建立了7组模型,探讨了材料强度、轴压力、螺栓直径、钢柱厚度、加劲肋厚度、法兰板厚度以及角焊缝尺寸等参数对节点受力性能的影响;(4)基于屈服线理论及T型板计算模型分别推导了法兰板及高强螺栓控制下的钢框架箱形截面柱纯螺栓法兰连接节点屈服承载力计算表达式,并将计算结果与试验及数值模型分析结果对比,对本文所研究的钢框架箱形截面柱栓焊并用法兰连接节点的初步提出了一种承载力计算方法。
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