發(fā)布時間：2020-11-18 00:20

　　 鋁合金具有重量輕、外形美觀、易加工、耐腐蝕性能和可回收性好等優(yōu)點。不僅可用于玻璃幕墻、門窗等圍護結(jié)構(gòu),還可作為結(jié)構(gòu)主要受力試件直接承受荷載。近五十年來,在土木工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。節(jié)點作為鋁合金框架結(jié)構(gòu)的傳力樞紐,對整體結(jié)構(gòu)的承載力具有重要的作用。當(dāng)前國內(nèi)外對于鋁合金框架全焊接連接梁柱節(jié)點在往復(fù)荷載作用下力學(xué)性能的滯回研究還不多見,這必將制約其的應(yīng)用。因此,本文選用工程中常見的兩種牌號6061-T6合金及6061-T4合金的H形截面鋁合金型材,通過試驗研究和有限元分析方法,研究了全焊接連接梁柱節(jié)點的滯回性能,主要完成了以下工作:(1)開展了一系列試驗研究,包括對4個6061-T6合金H形截面框架梁柱焊接連接節(jié)點試件和2個6061-T4合金H形截面框架梁柱焊接連接節(jié)點試件的滯回性能進行測試。揭示了鋁合金框架全焊接連接梁柱節(jié)點的受力機理,并考察了不同軸壓比和不同節(jié)點類型對兩種合金類型框架梁柱焊接連接節(jié)點的破壞模態(tài)、滯回曲線、剛度退化、延性、耗能、損傷等方面的影響規(guī)律。(2)進行了6061-T4合金和6061-T6合金的焊接試件的材性試驗,主要包括垂直焊縫軸線方向的對接焊縫拉伸試驗和平行焊縫軸線方向的對拉焊縫拉伸試驗。由此得到了焊接鋁合金試件截面各部分實際的材性數(shù)據(jù),分析了焊接熱影響對強弱硬化合金強度的影響�；�于材性試驗結(jié)果采用Ramberg-Osgood公式對母材、熱影響區(qū)、焊縫熔敷金屬、對接焊縫試件等部位的材性關(guān)系曲線進行了擬合,確定了材料靜力本構(gòu)關(guān)系模型。結(jié)合框架梁柱焊接連接節(jié)點試驗結(jié)果研究了循環(huán)荷載作用下的6061-T4合金及6061-T6合金的材料滯回本構(gòu)模型,為數(shù)值分析提供了有效的材性依據(jù)。(3)建立了鋁合金框架全焊接連接梁柱節(jié)點的有限元模型,闡述了模型的網(wǎng)格劃分、材料性能、邊界條件、載荷施加等建模過程。并將計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行了對比,驗證了本文采用的建模方式的合理性。(4)分別設(shè)計了6061-T4及6061-T6兩種不同的合金類型的H形截面鋁合金框架梁柱焊接連接節(jié)點的典型算例試件,進行有限元計算。考慮了軸壓比、節(jié)點域厚度、焊接強度、節(jié)點類型等影響因素對鋁合金框架梁柱焊接連接節(jié)點滯回性能的影響。(5)基于節(jié)點試驗研究的結(jié)果,對構(gòu)件的受力機理進行了全過程分析,并建議了此類節(jié)點的簡化滯回曲線模型。
【學(xué)位單位】：福建工程學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU758.11
【部分圖文】：

般鋁合金結(jié)構(gòu)與同規(guī)模鋼結(jié)構(gòu)的施工工期相比，鋁合金結(jié)構(gòu)條件下，將縮短近 1/2 的工期時長。（5）熱脹系數(shù)大: 相對于鋼材的熱脹系數(shù)而言，鋁合金的熱脹系數(shù)大約是鋼材的 2倍，并對溫度引起的作用效應(yīng)表現(xiàn)較為敏感。作為新型結(jié)構(gòu)材料，鋁合金在工程應(yīng)用上逐漸得到推廣，特別是在一些標(biāo)志性的建筑中，其應(yīng)用前景相當(dāng)可觀。自上世紀(jì) 90 年代以來，國內(nèi)對鋁合金結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用越來越重視。圖 1-1 為 1997 年在上海建成的浦東游泳館，雙層圓柱面正放四角錐網(wǎng)殼，平面尺寸：（54.0m~58.0m）×72.0m，網(wǎng)殼厚 2.4m，曲率半徑 100m；圖 1-2 為 2001 年建成的上海科技館，單面橢圓面網(wǎng)殼，長軸長 67m，短軸長 51m，矢高 42.2m；圖 1-3 為 2014 年 5 月正式通行的寧波市第一醫(yī)院人行鋁合金桁架結(jié)構(gòu)天橋，橋長 37m，橋面寬 4.8m；圖 1-4 為南京牛首山佛頂宮——大小穹頂，大穹頂建筑長度 251 米，半懸挑 116 米的單層三向網(wǎng)格鋁合金結(jié)構(gòu)；除了在大跨度結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用外，鋁合金材料也廣泛應(yīng)用于住宅、活動房等建筑中。

般鋁合金結(jié)構(gòu)與同規(guī)模鋼結(jié)構(gòu)的施工工期相比，鋁合金結(jié)構(gòu)條件下，將縮短近 1/2 的工期時長。（5）熱脹系數(shù)大: 相對于鋼材的熱脹系數(shù)而言，鋁合金的熱脹系數(shù)大約是鋼材的 2倍，并對溫度引起的作用效應(yīng)表現(xiàn)較為敏感。作為新型結(jié)構(gòu)材料，鋁合金在工程應(yīng)用上逐漸得到推廣，特別是在一些標(biāo)志性的建筑中，其應(yīng)用前景相當(dāng)可觀。自上世紀(jì) 90 年代以來，國內(nèi)對鋁合金結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用越來越重視。圖 1-1 為 1997 年在上海建成的浦東游泳館，雙層圓柱面正放四角錐網(wǎng)殼，平面尺寸：（54.0m~58.0m）×72.0m，網(wǎng)殼厚 2.4m，曲率半徑 100m；圖 1-2 為 2001 年建成的上海科技館，單面橢圓面網(wǎng)殼，長軸長 67m，短軸長 51m，矢高 42.2m；圖 1-3 為 2014 年 5 月正式通行的寧波市第一醫(yī)院人行鋁合金桁架結(jié)構(gòu)天橋，橋長 37m，橋面寬 4.8m；圖 1-4 為南京牛首山佛頂宮——大小穹頂，大穹頂建筑長度 251 米，半懸挑 116 米的單層三向網(wǎng)格鋁合金結(jié)構(gòu)；除了在大跨度結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用外，鋁合金材料也廣泛應(yīng)用于住宅、活動房等建筑中。

自上世紀(jì) 90 年代以來，國內(nèi)對鋁合金結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用越來越重視。圖 1-1 為 1997 年在上海建成的浦東游泳館，雙層圓柱面正放四角錐網(wǎng)殼，平面尺寸：（54.0m~58.0m）×72.0m，網(wǎng)殼厚 2.4m，曲率半徑 100m；圖 1-2 為 2001 年建成的上�？萍拣^，單面橢圓面網(wǎng)殼，長軸長 67m，短軸長 51m，矢高 42.2m；圖 1-3 為 2014 年 5 月正式通行的寧波市第一醫(yī)院人行鋁合金桁架結(jié)構(gòu)天橋，橋長 37m，橋面寬 4.8m；圖 1-4 為南京牛首山佛頂宮——大小穹頂，大穹頂建筑長度 251 米，半懸挑 116 米的單層三向網(wǎng)格鋁合金結(jié)構(gòu)；除了在大跨度結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用外，鋁合金材料也廣泛應(yīng)用于住宅、活動房等建筑中。圖 1-1 上�？萍拣^ 圖 1-2 上海浦東游泳館
【參考文獻】

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本文編號：2888096