张行[1]2003年在《钢结构住宅框架半刚性节点分析研究》文中认为我国的钢结构住宅研究处于探索起步阶段，整个体系还不成熟。作为建设部2001年科技攻关项目《新型空腔结构板轻钢结构体系应用研究》的子课题，本文主要研究钢框架梁柱半刚性连接特性以及半刚性连接对框架的影响。钢框架中梁柱连接的性能直接关系到结构的整体反应，而传统设计和分析将连接简单假定为刚接或铰接并不能真实反映实际情况。因此，钢框架梁柱连接试验研究既可给钢结构住宅体系提供选择梁柱连接形式的理论依据，又可供实际工程参考，具有重要的理论价值和实际意义。 本文简要地介绍了半刚性节点的研究现状、各国规范梁柱连接的设计计算内容和方法、梁柱连接的类型和半刚性连接的特性，探讨了顶、底角钢、顶、底角钢带双腹板角钢两种半刚性连接的M-θ_r特征曲线及其拟合方法，顶底角钢连接、带双腹板顶底角钢连接初始刚度以及弯矩承载力的计算公式。在梁柱连接试验和半刚性连接框架试验研究的基础上，分析两种连接节点的破坏形式，抗震性能和耗能特性，影响这两种连接性能的主要因素，关键部位应力发展以及半刚性连接框架循环荷载作用下的弹塑性性能，半刚性节点对框架性能的影响。 本文通过建立考虑连接非线性、几何非线性和材料非线性的刚度矩阵方程，用FORTRAN语言编制了半刚性连接钢框架的二阶-塑性铰分析的有限元计算程序，对半刚性连接框架内力和位移进行计算，讨论了半刚性连接框架受力性能，并将计算结果与试验结果进行对比，了解结构在丧失极限承载力后的破坏形态和塑性铰出现的顺序，并对半刚性节点钢框架设计提出合理的建议。在讨论半刚性连接节点本身的性能时，通过有限元软件ANSYS对节点进行叁维非线性有限元精细模拟，将计算结果与试验所得数据对比，对试验结果进行补充分析，了解没有测到试验数据的节点组件在加载过程中的受力情况，并对带双腹板角钢顶、底角钢连接在有无加劲肋两种情况下的受力状态进行详细对比。最后，在总结本文工作的基础上，提出了一些本课题尚待解决的问题。
赵华智[2]2006年在《多层钢结构住宅结构体系及连结节点研究》文中研究说明随着我国钢铁产量大幅增长,为建筑业用钢提供了充足的原材料储备,一种新型的居住建筑体系——钢结构体系住宅开始在我国得到越来越广泛的重视与开发研究。到目前,对该体系的研究己进入全面启动阶段。一方面各地建筑业积极参与这一新体系的研究和实践,并有了一批钢结构住宅试点和示范的建设经验和科技成果;另一方面,在建设实践中也发现了大量急需解决的技术性问题。本论文以钢结构住宅作为研究对象,从结构体系和连接节点两方面,运用分类和对比的研究方法对该体系进行全面的技术经济性研究。1、回顾国内外钢结构住宅的发展历史,分地区介绍了国外相关体系构成和技术措施,分析总结了国内的研究建设成果,分析探讨了钢结构住宅在我国发展的可行性和必要性。2、针对8度地震设防烈度地区比较纯框架和框架-支撑两种结构体系,并用计算说明其各自的合理性和经济性。用六个模型论证了4～6层住宅楼采用纯框架结构比框架-支撑结构更加经济合理,8层及8层以上钢结构住宅,可以采用框架支撑体系增大结构的刚度,满足层间水平位移和总侧移刚度的要求。3、运用有限元分析软件ANSYS,对连接节点进行模拟计算,分析其受力性能。通过对不同螺栓直径和不同端板厚度的梁柱端板连接节点的有限元分析,研究端板连接节点的受力性能,并根据节点的M—θ关系曲线分析螺栓直径和端板厚度对节点刚度的影响。
吴芸[3]2003年在《钢框架抗侧力体系连接性能研究》文中提出钢结构的应用和研究历史久远，技术上日趋成熟。但是，钢结构住宅体系的研究与应用在我国还处在起步阶段。从技术角度来讲，如何使钢结构适应住宅建筑的特点，满足住宅产业化发展的需要，还有许多问题有待于进一步研究，如钢框架抗侧力体系、梁柱连接性能、墙体、楼面体系的选用等。本文针对钢结构住宅体系中亟待解决的若干问题，完成了叁榀1：2钢框架模型和八个足尺比例的梁柱连接模型在低周往复荷载作用下的试验，进行了以下几个方面的深入研究： 1 进行了顶底角钢连接、带双腹板顶底角钢连接等半刚性连接及狗骨式刚性连接这叁种连接类型共八个原型试件的拟静力试验。通过试验得到了各种连接在循环荷载作用下的弯矩—转角关系、连接初始刚度、连接屈服荷载、破坏形式、破坏荷载、抗震性能和耗能特性。 2 研究表明，狗骨式刚性连接是一种旨在改善梁柱连接变形性能，避免脆性破坏发生的有效连接形式。本文对狗骨式连接节点和框架进行了试验研究和有限元分析。了解了狗骨处应力发展状况；探讨了刚性连接发生脆性破坏的原因；并强调指出梁柱连接处焊缝的焊接质量，对能否发挥狗骨式削弱的作用，达到预期的设计目的是至关重要的，必须予以重视。 3 本文提出了一种简化分析力学模型，用于角钢连接的分析。建立了两种角钢连接的弯矩—转角多折线关系曲线。将该模型用于半刚性框架分析，所得出的计算结果与试验吻合良好。同时探讨了连接形式对钢框架性能的影响。 4 进行了两榀半刚性连接和一榀狗骨式连接平面钢框架结构的拟静力试验。通过试验考察了半刚性连接和狗骨式连接平面钢框架结构在循环荷载作用下的弹塑性性能；了解了不同连接形式的结构在达到极限承载力后的破坏形态和塑性铰出现的顺序。 5 本文利用数值模拟技术完善试验研究，采用不同的单元类型对钢框架进行了非线性分析。不仅计算结果与试验结果吻合良好，还进一步揭示了试验中难以发现的现象。 最后，在总结论文工作的基础上，提出了本课题尚待解决的问题。
上官瑾瑜[4]2016年在《多层工业化钢结构住宅结构体系优化》文中提出多层钢结构住宅是满足可持续发展道路的新型绿色住宅建筑体系,其凭借钢结构自身特性与施工特点,弥补了目前钢筋混凝土住宅建筑自重大、材料质量离散性大及环境污染等弊端,同时又具有发展工业化建筑的先天优势,是现今住宅产业发展的新方向。本文针对目前多层钢结构住宅工业化发展存在的一些问题,通过结构优化理论、有限元模拟分析以及对比论证等方法,为多层工业化钢结构住宅体系提出了一些优化建议。本文的主要研究工作如下:(1)通过结构优化理论中的准则法,对既有多层钢结构住宅进行优化设计,在满足设计要求的条件下减少了梁柱构件的用钢量,证明了该方法在优化实际钢结构建筑中计算方便且效果明显。(2)用钢管混凝土柱取代多层纯钢框架住宅中的钢柱,实现对结构体系受力性能的优化。通过有限元分析方法,对比分析纯钢框架结构和钢管混凝土柱-钢梁框架结构的周期性反复荷载响应和地震荷载响应,指出了这两种框架体系抗震性能的差异,认为后者的抗震性能更好。(3)在用钢管混凝土柱取代多层纯钢框架住宅钢柱的优化方案中,可采用减小钢管外径或减小钢管壁厚两种方法减少用钢量。通过有限元分析,对比分别采用上述两种方法时结构刚度与用钢量关系,认为减小壁厚能在损失较少刚度的情况下节省更多钢材。(4)根据装配式结构构件和节点刚性的要求,选择带悬臂梁段拼接的钢结构梁柱节点进行有限元建模分析,并与全焊刚接节点进行对比。结果显示,带悬臂梁段拼接的钢结构梁柱节点具有与全焊节点相同的力学性能,属于刚性节点,而其连接方式表明其符合工业化建筑要求。(5)选取了叁种处理方法不同的带悬臂梁段拼接的钢管混凝土柱-钢梁节点进行有限元分析对比。结果显示,带外加强环式和钢梁穿心式节点延性好、弯矩传递性能好,都适用于工业化钢结构住宅,具体应根据实际情况及成本来选择。(6)通过有限元方法,对比分析钢管混凝土柱-钢梁刚性节点和纯钢框架梁柱刚性节点在反复荷载下的应力响应,指出这两种节点力学性能的差异,认为钢管混凝土柱-钢梁刚性节点的抗震性能更好。
李彬, 高屹[5]2018年在《针对岛礁装配式钢结构房屋梁柱节点探析》文中研究说明目前,钢结构住宅在全世界引起高度重视,其节能环保,便捷高效等特点极大的满足现代工程的建设需要,同时,钢结构房屋梁柱节点形式对于研究其安全性与耐久性尤为重要,但在远海岛礁,由于气候条件,场地以及施工条件等等原因的限制,选取合适的节点连接方式势在必行,本文通过分析常见的几种钢结构房屋梁柱连接方式,以用于实际工程远海岛礁工程的建设与施工。
方继, 曹晗, 李亚飞[6]2016年在《一种新型装配式钢结构住宅体系的研究与实践》文中认为为推进建筑产业工业化的发展,中铁四局集团在自主研发的基础上,充分吸纳国内、外先进技术,形成了一套施工速度快、节能环保、产业化程度高的新型装配式钢结构住宅建造体系。文章依托钢结构公司叁层装配式钢框架结构的实验楼为背景,就该新型装配式钢结构住宅结构、建造体系及经济构成进行阐述,为同类型工程的开发研究提供参考。
张亮[7]2008年在《钢结构住宅体系研究》文中进行了进一步梳理钢结构住宅是社会经济发展和科技进步的产物,符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构住宅具有抗震性能好,施工速度快,可循环再利用等优点,大力发展钢结构住宅是可行的和必要的。本论文从结构体系,新型构件,新型节点及围护体系等方面综述了钢结构住宅的发展情况。首先分析和比较了常用的钢结构住宅体系,包括钢框架,钢框架-支撑,钢框架-剪力墙等,重点比较了抗侧力性能并提出了各种体系的适用范围;然后介绍了几种新型钢结构住宅体系,包括悬挂式钢-混结构体系,交错桁架体系,开缝钢板剪力墙等。其次比较方钢管混凝土柱的叁种计算理论,然后从试验研究,计算公式,加工和施工工艺几方面总结了方钢管混凝土柱的研究现状。论文总结了方钢管混凝土组合异形柱的研究:包括长细比计算,有限元分析和轴压试验研究。论文认为方钢管混凝土组合异形柱体系是一种结构合理,性能优越的新型体系,非常适合用于钢结构住宅的建设,具备广阔的发展前景,值得大力推广。论文还总结了外肋环板节点和隔板贯通式节点的研究。包括节点构造,承载力计算理论和承载力计算公式,静力试验和拟静力试验研究。本论文认为两种节点是力学性能优良,构造简单合理的新型节点形式,有较大的推广应用价值。围护体系中总结了新型墙体材料和新型砌块的应用现状,还包括钢结构住宅的防腐和防火,设计标准、图集和规范等技术支持。
徐凌, 朱浮声[8]2004年在《轻钢结构住宅节点连接性能分析》文中研究表明对我国轻钢住宅结构体系的特点及适用范围进行分析,并通过轻钢结构住宅体系中刚性及半刚性节点性能分析表明节点设计在轻钢结构住宅设计中的重要性
戴绍斌[9]2004年在《钢框架—混凝土筒住宅结构性能与配套技术研究》文中研究表明钢结构住宅经过多年的发展在发达国家已经日趋成熟，但是在我国还处在起步阶段。随着国家推动钢结构住宅发展相关政策的出台，对各种钢结构住宅体系的研究和应用已经逐步展开。本文针对钢框架—混凝土筒住宅体系的结构性能和配套技术进行了研究，内容主要集中在以下几个方面： 1．对多层钢框架—混凝土筒结构体系在梁柱铰接、梁柱刚接、梁筒铰接、梁筒刚接几种不同节点连接形式组合下的整体性能(包括静力荷载作用下的内力，动力特性以及动力响应几个方面)进行了有限元分析，得出了相关的结论。 2．对多层钢框架—混凝土筒结构体系中的节点如柱—柱节点、梁—梁节点、梁柱节点、柱脚以及钢框架梁与混凝土筒连接节点的特点和性能进行了分析，并对这些节点的设计方法进行了讨论。 3．通过对外伸端板连接、T型钢连接、顶底角钢连接以及狗骨式刚性连接等四种钢结构梁柱连接类型共九个连接试件的拟静力试验，分析了各试件在低周往复荷载作用下的极限荷载、极限弯矩、极限转角、破坏形式、延性等，并对试验中反映出的一些问题进行了讨论。 4．以外伸端板连接节点为例，分析了半刚性端板连接中螺栓受力的计算方法，并阐述了对应于不同破坏机理的设计要点。 5．以试验研究中的九个梁柱连接节点为原型进行了有限元分析，得出了各试件的P-△曲线和试件在进入塑性变形时的应力分布情况。根据计算结果分析了端板厚度对外伸端板连接性能的影响、T型钢翼缘厚度对T型钢连接性能的影响和角钢角肢厚度对顶底角钢连接性能的影响以及狗骨式连接节点在设计中应该注意的问题。 6．对钢框架-混凝土筒住宅体系中的配套技术进行了研究，并结合工程实例对这一体系的经济性能进行了分析和比较。 最后，在总结论文全部工作的基础上提出了一些尚待解决的问题。
段柏安[10]2013年在《小高层钢结构住宅弹塑性抗震分析与经济性研究》文中指出钢结构住宅是值得现代住宅结构所应该大力发展的住宅结构形式，具有传统钢筋混凝土结构住宅诸多不具备的优点。随着我国钢材产量的不断提高，经济的不断发展，钢结构住宅由于其良好的施工速度，优质的住宅环境，符合可持续发展的绿色环保节约的施工特性，拥有了较多的建造需求。在推广钢结构住宅的进程中，有必要对钢结构住宅的各项力学性能与经济性能有较为清晰的认识，从而更好的使钢结构住宅的建造得到更为有利的发展。本文针对小高层钢结构住宅的抗震性能与经济性进行研究。选取纯钢框架结构,钢框架支撑结构和钢框架-混凝土核心筒结构叁种结构形式对其进行结构设计和静动力弹塑性分析，并对钢结构住宅和钢筋混凝土结构住宅进行了经济性的对比。结构的抗震性能通常包括结构在小震弹性阶段在地震作用下的状态和在大震弹塑性阶段在地震作用下的状态。本文在对叁种结构进行了弹性阶段的振型分解反应谱分析与弹性时程分析，获得了叁种结构在多遇地震作用下的抗震特点。同时本文对叁种结构进行了罕遇地震作用下的静力弹塑性分析和动力弹塑性分析，获得了叁种结构在罕遇地震作用下的抗震特点。结构局部性质通常会影响结果整体的抗震性能。本文对纯钢框架结构研究了节点半刚性对抗震性能的影响，总结出节点刚度对抗震性能的作用。对钢框架支撑结构研究了偏心支撑耗能梁段长度对整体结构抗震性能的影响，获得了耗能梁段长度对抗震的作用。结构的经济性研究不仅包含了直接造价，也包含了在施工和使用过程中结构的施工与使用特点所带来的其他效益。本文基于钢结构住宅和钢筋混凝土结构住宅直接造价的对比，并综合考虑了综合效益的影响，总结出钢结构住宅具有良好的经济性和优良的发展前景。
参考文献：
[1]. 钢结构住宅框架半刚性节点分析研究[D]. 张行. 武汉理工大学. 2003
[2]. 多层钢结构住宅结构体系及连结节点研究[D]. 赵华智. 内蒙古工业大学. 2006
[3]. 钢框架抗侧力体系连接性能研究[D]. 吴芸. 武汉理工大学. 2003
[4]. 多层工业化钢结构住宅结构体系优化[D]. 上官瑾瑜. 武汉理工大学. 2016
[5]. 针对岛礁装配式钢结构房屋梁柱节点探析[J]. 李彬, 高屹. 价值工程. 2018
[6]. 一种新型装配式钢结构住宅体系的研究与实践[J]. 方继, 曹晗, 李亚飞. 安徽建筑. 2016
[7]. 钢结构住宅体系研究[D]. 张亮. 天津大学. 2008
[8]. 轻钢结构住宅节点连接性能分析[C]. 徐凌, 朱浮声. 第四届全国现代结构工程学术研讨会论文集. 2004
[9]. 钢框架—混凝土筒住宅结构性能与配套技术研究[D]. 戴绍斌. 武汉理工大学. 2004
[10]. 小高层钢结构住宅弹塑性抗震分析与经济性研究[D]. 段柏安. 哈尔滨工业大学. 2013