焊接论文-焊接对多高层钢结构承载力影响的研究

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车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、仓库、工业车间、电厂锅炉刚架、矿
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始迅速递增；多层住宅钢框架结构体系，己有多家钢结构公司进行开发研究，并
完成了 一批代表性的多 层钢框架结构住宅示范性工程。
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浙江工业大学硕士学位论文
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和汇编本学位论文。
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浙江工业大 学硕士学位论文 第一章 绪 论
法律责任．
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一柱理论来分析平面框架的几何非线性性 能，并且为了简化计算 ，进行 了一定程
度上的近 似处理， 例如忽略弯曲变形对 轴向 应变的 影响、忽 略剪切变形的影 响等。 七十年代末， ａ尹１ Ｂ ｈ ｔ 把有限变形理论引进到杆系结构的 几何非线性分析中，但
设计能力及各项配套的工艺技术方面均取得了 进展， 钢结构的制作及与安装方面 的国 产化己具有相当水准。值得一提的是大连远洋大厦钢结构的设计、钢材、钥
结 制作和安 构 装全部实 国 化１ 现了 产 ４ １ 。
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浙江 工业 大学硕 上学位论文 第一章 绪 论
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浙江工业大学 学位论文原创性声明
本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行
研究工作所取得的研究成果。除文中已 经加以 标注引用的内 容外， 本论文
不包含其他个人或集体己 经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江 工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。 对本文的研究作出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的
钢框架结构多数由横梁与立柱刚接而成。与普通梁式结构相比，节省钢材，
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框架结构一般可分为单跨单层、单层多跨和多层多跨等结构形式，以满足不同建
筑造型 和功能的需求１ ］ ３ 。
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忽略， 研究焊接残余应力和残余变形对多高层钢框架承载力的影响具 有较大的现实意义。
本文首先利用有限元程序模拟焊接过程中热源移动的全过程， 求
出 钢结构梁柱节点焊缝连接处残余应力和残余变形的分布方式。 再建
立平面框架整体模型， 将残余应力和残余变形作为初始条件， 并考虑 二阶效应和材料非线性， 进行结构承载力分析， 得到考虑二阶效应的 框架内力和位移， 通过与不考虑残余应力和变形的框架极限承载力对
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浙江工业大学硕士学位论文
摘 要
焊接对高层钢结构承载力影响的 研究
摘 要 在钢结构工厂制作和施工现场拼装的过程中， 温度随时间和空间
的急剧变化， 使钢结构产生较大的残余应力和残余变形。 前者会降低 多高层钢框架构件的刚度， 影响其弹性极限承载力； 后者则使框架二 阶效应增加。 可见焊接残余应力和残余变形对结构承载力的影响不能
０ ８年代中期以后，随着我国建筑钢材的发展，一些外资工程的兴建，高层钢
结构开始在我国出现。因为随着建筑物层数的增加，钢筋混凝土结构的造价迅速
增加，其基础造价也伴随着建筑物高度而急剧上升，所以这两种结构的造价差距
不断缩小。此外钢结构具有施工安装简洁方便、早投产早收益、梁柱等构件截面 较小且相对于钢筋混凝土结构增加了使用面积以及抗震性能好等优点，因而越来
第一章 绪 论
飞１ ． 钢结构的应用和发展
多高层钢框架结构是建筑钢结构的主要应用形式之一，是目 前应用日 益普遍
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筑体型、建筑功能有特殊要求的建筑物和构筑物中，如剧院、商场、体育馆、火
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２ 框架结构 的分析历 史及现 状 钢
与 土框架 钢筋混凝 结构相比，钢结构框架体系有其自 身的特点，如： 框架 梁 柱剪 切变形与几 何非线性的交互作用、梁柱的半刚 性连接、节点域剪切变形、 杆 件的 残余 应力、 杆件的初始缺陷、板件的局部稳定以 及结构的整体稳定等等， 归 纳 起来， 就是钢框架结构的两大非线性问 题： 几何非线性和 材料非线性问题。 钢框架结构 几何非 线性分析的一般理论和计算 方法一直是人们进行大量研究
向边跨的顺序施工。 关键词： 残余应力， 残余变形， 多高层钢结构， 框架， 承载力， 影响
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浙江工业大学硕士学位论文
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比， 说明残余应力和变形对两跨以上纯钢框架影响较大， 应予以 考虑。
最后建立框架一核心筒平面模型， 利用生死单元法模拟从框架边跨到 筒体和从筒体到框架两种不同顺序的焊接，分析焊接顺序对残余应 力、 残余变形及结构承载力的影响， 得出从筒体到边跨的顺序焊接时 残余应力和残余变形较小， 对结构承载力影响亦较小， 故建议从筒体
越受重视。
进入９年代以后，我国掀起了超高层建筑的建设高潮，其中上海的超高层钢 ０ 结构发展尤为迅速。到１９年底， ９８ 我国大陆建成的超过Ｚ ｍ ｏ 以上的超高层钢结构
己 栋。 ８层高 １ 的上海金茂大厦当时名列世界第四， 有９ 其中 ２ ４ ｍ 使我国的高 层建
筑进入了 世界前列。与此相适应的在高层建筑结构的科学研究、设计软件的编制、
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