门式刚架在循环荷载作用下的受力性能研究
门式刚架在工程中被广泛应用,国内外学者对其力学性能和设计方法进行了较为深入的研究,但研究大多集中在节点受力性能上,而对结构整体受力性能研究较少。本文采用非线性有限元方法对门式刚架在单调荷载和循环荷载作用下的整体结构受力性能进行了深入研究,并提出工程设计改善措施。 本文考虑材料非线性和几何非线性,利用有限元软件ANSYS对门式刚架整体结构在单调和循环荷载作用下的应力分布、滞回性能和破坏机理进行了深入研究。通过改变柱翼缘厚度、梁翼缘厚度、梁高度以及钢材强度,建立了4组共12个有限元模型进行计算,并分析各因素对门式刚架受力性能的影响。根据计算结果分析研究得出:门式刚架有较好的变形能力、延性性能和耗能性能;加载过程中结构的节点区域应力较大,在工程设计中应遵照“强节点”的抗震设计要求对节点区域进行构造加强;在加载后期刚架梁竖向变形较为明显,因此在门式刚架设计中,要注意刚架梁竖向挠度的验算和控制;当刚架柱翼缘厚度增加时,门式刚架的极限承载力提高较为明显,但延性性能变化不大;当刚架梁翼缘厚度增加时,门式刚架的刚度和承载力基本不变;当刚架梁的高度提高时,门式刚架的刚度和承载力均有所提高且刚架梁在荷载作用下的竖向挠度显著减小;当钢材强度提高时,门式刚架的刚度、承载力都明显提高,但结构延性性能降低。 本文深入分析了门式刚架在单调荷载和循环荷载作用下的受力性能,研究工作和得到的结论具有一定的工程参考价值,为门式刚架的进一步研究奠定了良好的基础。
建筑工程;门式刚架;循环荷载;受力性能;有限元分析
西安科技大学
硕士
结构工程
郭秉山
2012
中文
TU328;TU312
68
2012-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）