基于半剛性的門式剛架及其端板連接節(jié)點受力性能研究.pdf

1、門式剛架是輕鋼結構體系的典型代表,廣泛應用于單層工業(yè)廠房和民用建筑中。目前,門式剛架是按照節(jié)點連接為剛性的假定進行設計,沒有考慮端板連接的半剛性對其性能的影響。半剛性連接不但對節(jié)點自身的受力性能產(chǎn)生影響,而且對門式剛架整體結構的內力及位移也產(chǎn)生影響。目前的研究僅對這些問題提出了一些合理性建議,但在結構設計中如何合理的把半剛性連接對結構性能的影響考慮進去,這些建議不夠全面。圍繞這一問題,本文對門式剛架結構的特點進行了深入的探討和研究。

2、 本文首先系統(tǒng)地歸納了各國現(xiàn)行規(guī)范中關于端板連接的設計方法。在對比我國規(guī)范算法的基礎上,提出基于"T型件”的節(jié)點改進設計方法,并引用某工程實例,運用此法對端板連接節(jié)點重新進行優(yōu)化方案設計,結果證明此方法是準確可靠、簡單可行的,而且能使設計更經(jīng)濟。 接著在半剛性理論研究方面,本文從有限元理論的高度推導了半剛性節(jié)點局部坐標下的單元剛度矩陣和單元剛度方程、以及整體坐標系下的總剛度方程,并利用ANSYS有限元軟件對高強螺栓端板連接節(jié)

3、點的高度非線性和復雜接觸進行數(shù)值模擬分析,經(jīng)與相關文獻對比,對其受力性能有了新的認識。 最后,本文利用ANSYS APDL語言編程對不同柱腳約束條件下節(jié)點剛接、半剛接以及鉸接的變截面門式剛架進行大量的建模計算,探討了端板連接節(jié)點的半剛性對門式剛架位移和內力以及用鋼量的影響,通過結果分析,分別從節(jié)點形式和構造措施兩方面,獲得了提高節(jié)點剛度的認識,提出了一些對工程設計具有一定的參考價值的結論與建議,同時也為進一步的研究該種節(jié)點的連接