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铝合金结构环槽铆钉连接及梁柱节点受力机理与设计方法

作者：王中兴

出版社：清华大学出版社出版时间：2022-04-01

开本：其他页数： 348

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内容简介
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作者简介

铝合金结构环槽铆钉连接及梁柱节点受力机理与设计方法版权信息

ISBN：9787302597179
条形码：9787302597179 ; 978-7-302-59717-9
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
建筑
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铝合金结构环槽铆钉连接及梁柱节点受力机理与设计方法本书特色

《铝合金结构环槽铆钉连接及梁柱节点受力机理与设计方法》结合力学性能优异的新型紧固件“环槽铆钉”，提出了可有效连接铝合金结构构件的节点形式，并以此聚焦，开战了试验、数值与理论相结合的系统性深入研究，希望为广大学者与工程师提供有益参考。

铝合金结构环槽铆钉连接及梁柱节点受力机理与设计方法内容简介

铝合金结构比强度高、耐腐蚀性能优良，近年来在建筑结构中发展迅速且前景广阔。铝合金目前主要应用于大跨空间和桥梁结构，但由于缺乏合理可靠的梁柱连接形式及其相关研究，在框架结构中的应用还十分有限。建筑结构常用的铝合金材料可焊性差，所以紧固件连接自然成为铝合金结构的**选择。《铝合金结构环槽铆钉连接及梁柱节点受力机理与设计方法》结合力学性能优异的新型紧固件环槽铆钉，提出了可有效连接铝合金结构构件的节点形式，并紧密围绕铝合金结构环槽铆钉连接与梁柱节点开展了系统性的深入研究；全书研究对象包含紧固件→连接件→节点三个层次，步步深入地利用试验、数值及理论分析等手段开展了以下主要工作：（1）通过试验研究获取了环槽铆钉的预紧力数值及其损失情况，并开展了44个铆钉在不同受力状态下承载能力测试。建立了环槽铆钉精细化有限元模型和计算效率更高的简化模型，并从数值结果中提取铆钉拉脱过程的特征信息从而对拉脱机理进行揭示，进而推导了拉脱力公式。提出了环槽铆钉承载力设计方法并通过试验与数值结果验证了其准确性。（2）开展了23个受剪连接拉伸试验，其中包括3种环槽铆钉布置形式，并考虑了铝合品牌号，铆钉端距、边距和中距对试件受力性能的影响。试验中还测试了4种牌号铝合金板件的材料力学性能和抗滑移系数。以试验为基础，验证了所建立的有限元模型并开发自动计算程序、开展了930个参数分析。在厘清受力机理后，提出了受剪连接设计方法。（3）开展了30个环槽铆钉T型连接受拉试验，并基于试验进行了系统性的有限元分析与受力机理研究。在理论和有限元参数分析的支撑下，提出了基于连续强度方法（CSM）考虑铝合金材料非线性特性及考虑铆钉受弯的T型连接设计方法，将设计结果与312个数据点进行对比，验证了其合理性。（4）提出了两种环槽铆钉连接的铝合金梁柱节点形式并开展了10个足尺节点的单调加载试验和4个循环加载试验，对节点的承载性能及破坏模式、延性与耗能能力深入分析。建立并验证了相应的有限元模型。（5）以上述研究为基础并结合组件法，提出了适用于此类节点的设计方法，包括：初始刚度、承载能力、弯矩-转角全曲线、构造建议及滞回模型。所提出的方法将为我国设计使用环槽铆钉连接的铝合金梁柱节点提供依据。

铝合金结构环槽铆钉连接及梁柱节点受力机理与设计方法目录

第1章引言 1.1 选题的背景及意义 1.2 铝合金结构的特点和工程应用 1.2.1 铝合金结构的特点 1.2.2 铝合金结构的应用现状 1.3 环槽铆钉的特点与应用 1.3.1 环槽铆钉的紧固原理与特点 1.3.2 环槽铆钉的工程应用 1.4 铝合金结构连接与节点的研究现状 1.4.1 铝合金材料力学性能 1.4.2 铝合金结构连接的力学性能 1.4.3 铝合金节点的力学性能 1.4.4 现有研究的不足 1.5 外规范中铝合金结构连接与梁柱节点的设计方法 1.5.1 铝合金结构受剪连接的设计方法 1.5.2 铝合金结构T形连接的设计方法 1.5.3 铝合金梁柱节点的设计方法 1.5.4 现有设计方法的局限性 1.6 本书主要研究内容第2章环槽铆钉力学性能与承载力研究 2.1 概述 2.2 环槽铆钉预紧力的测量 2.3 环槽铆钉的承载性能试验研究 2.3.1 钉杆材料力学性能试验 2.3.2 铆钉多角度拉伸试验 2.4 环槽铆钉精细化数值模型 2.4.1 模型的建立与验证 2.4.2 铆钉拉脱过程受力机理分析 2.5 钉帽拉脱承载力的计算方法 2.5.1 铝合金帽铆钉的拉脱承载力FPO,a 2.5.2 不锈钢帽铆钉的拉脱承载力FPO,s 2.6 简化模型的实现与关键参数推导 2.7 环槽铆钉承载力设计方法及其验证 2.8 本章小结第3章环槽铆钉受剪连接受力机理与设计方法研究 3.1 概述 3.2 材料力学性能试验 3.3 铝合金板件抗滑移系数和表面粗糙度测量 3.4 受剪连接拉伸试验 3.4.1 试验方案 3.4.2 试件破坏形态 3.4.3 极限承载力与荷载位移曲线 3.4.4 试验结果与现行规范对比 3.5 受剪连接的有限元模型 3.5.1 材料本构关系 3.5.2 单元类型与网格划分 3.5.3 边界条件，荷载与接触 3.5.4 基于应力三轴度的材料破坏准则 3.5.5 有限元模型验证 3.6 受剪连接工作机理和影响因素分析

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铝合金结构环槽铆钉连接及梁柱节点受力机理与设计方法作者简介

王中兴，天津大学副研究员，兼任中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会青年理事。2014年本科毕业于大连理工大学建设工程学部，同年进入清华大学土木工程系攻读研究生，2020年获清华大学工学博士学位，期间曾于英国帝国理工学院进行为期一年学术访问。曾担任清华大学土木工程及建设管理系研究生会主席。王中兴主要研究领域为：(1) 铝合金结构构件的稳定性能、(2) 铝合金结构连接及节点的受力性能、(3) 金属结构抗火及抗震性能、(4) 金属结构3D打印等。主持国家自然科学基金1项、国家及省部级重点实验室开放课题与工程咨询项目5项，作为项目骨干参与国家与省部级课题4项、欧盟煤炭和钢铁研究基金项目(RFCS)1项。以第一或通讯作者身份发表SCI论文10余篇，已授权国家发明专利5项、软件著作权1项。参编国家及行业标准4部。曾获清华大学研究生特等奖学金、清华大学土木工程系学术新秀、清华大学优秀博士学位论文、清华大学优秀博士毕业生、中国土木工程学会优秀毕业生等荣誉。

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