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(diǎn)。不僅可用于玻璃幕墻、門窗等圍護(hù)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(diǎn)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(diǎn)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(yàn)研究和有限元分析方法,研究了全焊接連接梁柱節(jié)點(diǎn)的滯回性能,主要完成了以下工作:(1)開展了一系列試驗(yàn)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(diǎn)試件和2個6061-T4合金H形截面框架梁柱焊接連接節(jié)點(diǎn)試件的滯回性能進(jìn)行測試。揭示了鋁合金框架全焊接連接梁柱節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理,并考察了不同軸壓比和不同節(jié)點(diǎn)類型對兩種合金類型框架梁柱焊接連接節(jié)點(diǎn)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(jìn)行了6061-T4合金和6061-T6合金的焊接試件的材性試驗(yàn),主要包括垂直焊縫軸線方向的對接焊縫拉伸試驗(yàn)和平行焊縫軸線方向的對拉焊縫拉伸試驗(yàn)。由此得到了焊接鋁合金試件截面各部分實(shí)際的材性數(shù)據(jù),分析了焊接熱影響對強(qiáng)弱硬化合金強(qiáng)度的影響�；�于材性試驗(yàn)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(jìn)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(diǎn)試驗(yàn)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(diǎn)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(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了本文采用的建模方式的合理性。(4)分別設(shè)計(jì)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(diǎn)的典型算例試件,進(jìn)行有限元計(jì)算。考慮了軸壓比、節(jié)點(diǎn)域厚度、焊接強(qiáng)度、節(jié)點(diǎn)類型等影響因素對鋁合金框架梁柱焊接連接節(jié)點(diǎn)滯回性能的影響。(5)基于節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究的結(jié)果,對構(gòu)件的受力機(jī)理進(jìn)行了全過程分析,并建議了此類節(jié)點(diǎn)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�？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。

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�？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。

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。圖 1-1 上�？萍拣^ 圖 1-2 上海浦東游泳館
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2888096