资源描述:
书书书 3 3, 1 2 0 1 7 3 WO R L DE A R T H Q U A K EE N G I N E E R I N G V o l . 3 3 , N o . 1 M a r . 2 0 1 7 2 0 1 4- 1 0- 3 0 ; 2 0 1 5- 0 7- 0 3 ( 5 1 0 7 8 1 9 4 ) ; ( B S 2 0 0 9 S F 0 0 4 ) ( 1 9 6 8- ) , , , , , E m a i l 9 5 0 8 1 1 . o k @1 6 3 . c o m ( 1 9 7 6- ) , , , , E m a i l y u y o u s h e n g @1 2 6 . c o m 1 0 0 7- 6 0 6 9 ( 2 0 1 7 ) 0 1- 0 0 8 4- 0 7 1 , 2 , 2 , 2 ( 1 , 2 6 6 3 0 0 ; 2 , 2 6 6 0 3 3 ) , 、 、 。 、 。 , 、 , A B A Q U S , - , 。 , , , 。 , 。 ; ; ; ; T U 3 9 1 A C o mp a r a t i v ea n a l y s i s o f t h r e ed e s i g nme t h o d s f o r an e wt y p eb e a m c o l u mna s s e mb l e dr i g i dj o i n t L I UK e x i n 1, Y UY o u s h e n g2,WE I L i2,WA N GY a n2 ( 1 S h a n d o n gH a n g x i a o S t e e l S t r u c t u r e C o . L t d , Q i n g d a o 2 6 6 3 0 0 , C h i n a ; 2 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , Q i n g d a o T e c h n o l o g i c a l U n i v e r s i t y ,Q i n g d a o 2 6 6 0 3 3 , C h i n a ) A b s t r a c t T h eb e a m c o l u m na s s e m b l e dr i g i dj o i n t i s an e wt y p e o f j o i n t w h i c hh a s a d v a n t a g e s o f s i m p l e s t r u c t u r e , h i g hi n t e g r a l p r o p e r t ya n dc o n v e n i e n t i n s t a l l a t i o n .B a s e do nt h ee q u a l s t r e n g t hd e s i g nm e t h o d ,t h ea c c u r a t ed e s i g n m e t h o da n ds i m p l i f i e dd e s i g nm e t h o d ,t h e n e wt y p e b e a m c o l u m np r e f a b r i c a t e dr i g i dj o i n t w a s d e s i g n e d .T h e n ,t h e t h r e e d i m e n s i o n a l n o n l i n e a r f i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s w a s m a d e b y A B A Q U Ss o f t w a r e c o n s i d e r i n g t h e g e o m e t r y ,m a t e r i a l a n ds t a t u s t r i p l en o n l i n e a r i t i e s .M o r e o v e r ,t h el o a d d i s p l a c e m e n t c u r v e s u n d e r m o n o t o n i cl o a d i n ga n dt h eh y s t e r e t i cc u r v e s u n d e r l o wc y c l i cl o a d i n ga r eo b t a i n e d .A n dt h em e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f j o i n t s d e s i g n e db yd i f f e r e n t m e t h o d s w e r es t u d i e d .T h er e s u l t s s h o wt h a t j o i n t d e s i g n e db ye q u a l s t r e n g t hd e s i g nm e t h o dh a s m o r eh i g h e r b e a r i n gc a p a c i t ya n di t s h y s t e r e t i cc u r v ei s p l u m p e r .T h e r e f o r e ,i t i s s u g g e s t e dt h a t t h ee q u a l s t r e n g t hd e s i g nm e t h o d s h o u l db eap r i o r s e l e c t i o nw h e naf o r mo f t h i s j o i n t i s d e s i g n e d . K e yw o r d s b e a m c o l u m na s s e m b l e dr i g i dj o i n t ; d e s i g nm e t h o d ; n o n l i n e a r ; b e a r i n gc a p a c i t y ; h y s t e r e t i cb e h a v i o r , ( J G J 9 9- 9 8 ) [ 1 ] ( G B 5 0 0 1 1- 2 0 1 0 ) [ 2 ]。[ 3- 7 ] 。 [ 8 ],1,,, ,,。, 、,,、, 。、、。 1 F i g . 1 F o r mo f an e wt y p eb e a m c o l u m n a s s e m b l e dr i g i dj o i n t 4[ 9 ]、 、。 ( J G J 9 9- 9 8 ), ,,, 5 0 %。 ( G B 5 0 0 1 1- 2 0 1 0 ), ,。 、 。,A B A Q U S ,、 ,。 1 、 。 H4 0 0m m 4 0 0m m 1 3m m 2 1m m , H 6 0 0m m 2 0 0m m 1 0m m 1 4m m ,Q 2 3 5 B。, 1 0 9M 2 0,P= 1 5 5 k N ,0 . 4 。2。 P= 2 5 0k N ;M= 2 5 0 1 . 2= 2 5 0k N m ,V= 2 5 0k N 。 1 . 1 2 F i g . 2 G e o m e t r i c a l s i z e s o f b e a ma n dc o l u m n 。 。 。 ,。 E S M。 1 . 2 M,My, MwV。 ,。 A C D 。 1 T a b l e 1 N u m b e r o f h i g hs t r e n g t hb o l t s i nb e a ms p l i c eo no n es i d e 646 664 1 . 3 ,, ,, ,。 C D M。 , ,1。 58 1 , 2 3,4; ,E 4 3,[ 1 0 - 1 1 ]。2。 3 F i g . 3 C o n s t i t u t i v er e l a t i o n s o f s t e e l m a t e r i a l 4 F i g . 4 C o n s t i t u t i v er e l a t i o n s o f h i g h s t r e n g t hb o l t s m a t e r i a l A B A Q U S( S o l i d )。、、8 ,,, ,,-。 0 . 5c m ,1 0c m ,2c m , 5。 2 T a b l e 2 M a t e r i a l s p e r f o r m a n c ei n d i c e s E / M P a2 . 0 6 1 0 5 2 . 0 6 1 0 5 2 . 0 6 1 0 5 ν0 . 30 . 30 . 3 δ y/ ( N m m - 2) 2 9 93 3 09 8 0 δ u/ ( N m m - 2) 4 3 64 2 011 0 0 ε y/ 1 0 - 2 0 . 0 4 50 . 1 50 . 4 7 ε u/ 1 0 - 2 1 9 . 81 21 . 3 6 ε s t/ 1 0 - 2 3 4-- 5 F i g . 5 F i n i t ee l e m e n t m o d e l ,X 、 YZ, ,X。 ,,, 9,1 0m m ,0m m9 0m m ;, 。2 0 %,2 0 %,, ;,2 、 3 、 4,2,9 0m m 。 3 3 . 1 ,6-8。 68 3 3 6 E S M F i g . 6 S t r e s s n e p h o g r a mo f J o i n t E S M 7 A C D F i g . 7 S t r e s s n e p h o g r a mo f J o i n t A C D 8 C D M F i g . 8 S t r e s s n e p h o g r a mo f J o i n t C D M ,9 0 m m,E S M ,。 A C D,。 C D M,, ,。, ,。 3 . 2 - -93。 9 - F i g . 9 L o a d - d i s p l a c e m e n t c u r v e s o f j o i n t 3 T a b l e 3 A n a l y t i c a l r e s u l t s o f b e a r i n gc a p a c i t yo f j o i n t s Δ= 1 5 m m P / k N Δ= 3 0 m m P / k N Δ= 6 0 m m P / k N E S M3 2 0 . 53 6 9 . 64 0 3 . 7 A C D2 1 3 . 72 5 4 . 82 8 0 . 6 C D M3 1 3 . 93 6 3 . 93 9 1 . 3 39, 32 0m m,- 。,E S M, A C D。, 3- ,3 0m m, E S M3 6 9 . 6k N , A C D2 5 4 . 8k N , C D M3 6 3 . 9k N 。,E S M, A C D。3, E S M。 4 ,3、、 。 4 . 1 ,1 0-1 2。 78 1 , 1 0 E S M F i g . 1 0 S t r e s s n e p h o g r a mo f J o i n t E S M 1 1 A C D F i g . 1 1 S t r e s s n e p h o g r a mo f J o i n t A C D 1 2 C D M F i g . 1 2 S t r e s s n e p h o g r a mo f J o i n t C D M 1 0-1 2E S M, 9 0m m,,, 。A C D, 9 0m m,,, 。, 。C D M, 。, ,。 4 . 2 1 3-1 5, ,,。3, E S MA C D,, ;C D M6 0m m, ,。 1 3 E S M F i g . 1 3 H y s t e r e t i cc u r v e s o f J o i n t E S M 1 4A C D F i g . 1 4 H y s t e r e t i cc u r v e s o f J o i n t A C D 1 5 C D M F i g . 1 5 H y s t e r e t i cc u r v e s o f J o i n t C D M 4 . 3 ,。1 63 。1 6 3 、、 。C D M, 4 5m m,, ,6 0m m, 。9 0m m, E S MA C D ,A C DE S M 。 88 3 3 4 . 4 、,,、 ,。 μ μ=δ u δ y δ y8 5 %; δ u。 4。 1 6 F i g . 1 6 S k e l e t o nc u r v e s o f j o i n t s 4 T a b l e 4 D u c t i l i t yc o e f f i c i e n t s o f j o i n t s E S MA C DC D M δ y 2 0 . 6 92 1 . 7 31 9 . 3 3 δ u 8 2 . 0 98 2 . 0 2- μ3 . 9 73 . 7 7- 4 A C Dμ3 . 7 7 ,E S M3 . 9 7 ,E S M ,。 5 T a b l e 5 E n e r g yd i s s i p a t i o nc o e f f i c i e n t s o f j o i n t s E S MA C DC D M 0 . 4 8 90 . 4 8 40 . 4 5 7 ,。 。 h e5, E S Mhe 0 . 4 8 9 ; A C Dh e0 . 4 8 4 , E S M; C D Mh e0 . 4 5 7 ,E S MA C D6 . 5 %, 5 . 6 %。 E S M,。 5 A B A Q U S、 ,,。 ( 1 ),A C D, ,;C D M ,,;E S M, 。 ( 2 ),。 。 ( 3 ),,,, E S M;, 98 1 , ;E S M, ,,, 。 ,,, 。 [ 1 ] J G J 9 9- 9 8[ S ] . , 1 9 9 8 . J G J 9 9- 9 8T e c h n i c a l S p e c i f i c a t i o nf o r S t e e l S t r u c t u r e o f T a l l B u i l d i n g s [ S ] . B e i j i n g C h i n a B u i l d i n gI n d u s t r yP r e s s , 1 9 8 8 . [ 2 ] G B 5 0 0 1 1- 2 0 1 0[ S ] . , 2 0 1 0 . G B 5 0 0 1 1- 2 0 1 0C o d ef o r S e i s m i c D e s i g no f B u i l d i n g s [ S ] . B e i j i n g C h i n a B u i l d i n gI n d u s t r yP r e s s , 2 0 1 0 . [ 3 ] , , .[ J ] . , 2 0 1 1 , 2 7 ( 2 ) 5 7- 6 2 . C H A N GH o n g f e i ,X I AJ u n w u , S U ND o n g m i n g .N o n l i n e a r a n a l y s i s o nt h e s t e e l f r a m e j o i n t w i t hc a n t i l e v e r b e a ms p l i c i n g . [ J ] . S t r u c t u r a l E n g i n e e r , 2 0 1 1 , 2 7 ( 2 ) 5 7- 6 2 . [ 4 ] A S T A N E HAA .S e i s m i cd e s i g no f s t e e l c o l u m n t r e em o m e n t r e s i s t i n g f r a m e s [ C ] .S t e e l T i p s ,S t r u c t u r a l S t e e l E d u c a t i o n a l C o u n c i l , M o r a g a , C A , 1 9 9 7 . 4 [ 5 ] C H E NCC , L I NCC , L I NCH . D u c t i l e m o m e n t c o n n e c t i o n s u s e di ns t e e l c o l u m n t r e e m o m e n t r e s i s t i n g f r a m e s [ J ] . J o u r n a l o f C o n s t r u c t i o n a l S t e e l R e s e a r c h , 2 0 0 5 , 6 2 ( 8 ) 7 9 3- 7 8 0 [ 6 ] , , .[ J ] . , 2 0 0 8 , 1 0 ( 6 ) 4 7- 5 3 . C H A N GH o n g f e i , X I AJ u n w u , J I ND a y o n g . B e a r i n g c a p a c i t y a n a l y s i s o f s t e e l f r a m e j o i n t s w i t hc a n t i l e v e r b e a ms p l i c i n g [ J ] .P r o g r e s s i nS t e e l B u i l d i n g S t r u c t u r e s , 2 0 0 8 , 1 0 ( 6 ) 4 7- 5 3 . [ 7 ] , , , .[ J ] . , 2 0 1 0 , 4 0 ( 6 ) 2 3- 2 5 . L I Q i c a i ,G UQ i a n g ,S H E NL i n ,e t a l .S e i s m i c d e s i g nm e t h o dm o d i f i c a t i o no f s t e e l b e a ms p l i c e j o i n t o f c o l u m n t r e e m o m e n t r e s i s t i n g f r a m e [ J ] . B u i l d i n g S t r u c t u r e , 2 0 1 0 , 4 0 ( 6 ) 2 3- 2 5 . [ 8 ] .[ P ] . 2 0 1 2 2 0 0 8 9 2 1 3 , 2 0 1 2- 0 3- 0 2 . Y UY o u s h e n g .AS t e e l S t r u c t u r e B e a mC o l u m no f A s s e m b l e dR i g i dC o n n e c t i o n[ P ] . C h i n e s eP a t e n t 2 0 1 2 2 0 0 8 9 2 1 3 , 2 0 1 2- 0 3- 0 2 . [ 9 ] . [ M] . , 2 0 1 3 . Z H A N GX i a n g y o n g .D e s i g nM e t h o d s a n dE x a m p l e A n a l y s i s o f S t e e l s t r u c t u r e [ M] .C h i n a B u i l d i n gI n d u s t r yP r e s s , 2 0 1 3 . [ 1 0 ] ( ) [ M ] . , 2 0 0 4 . D e s i g nM a n u a l o f S t e e l C o n s t r u c t i o n [ M ] . B e i j i n g C h i n a B u i l d i n gI n d u s t r yP r e s s , 2 0 0 4 . [ 1 1 ] , , .[ J ] ., 2 0 1 3 , 1 5 ( 1 ) 3 7- 4 4 L I UY u n ,WA N GY a n , WA N GWe i . I n f l u e n c e s t u d y o f w e l d i n g r e s i d u a l s t r e s s o nm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f r e i n f o r c e d j o i n t s [ J ] . P r o g r e s s i n S t e e l B u i l d i n g S t r u c t u r e s , 2 0 1 3 , 1 5 ( 1 ) 3 7- 4 4 . 09 3 3
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