不設(shè)置水平加勁板的箱形柱-H型鋼梁剛性連接中節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)條件.pdf

1、鋼框架是多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中主要的結(jié)構(gòu)形式，箱形柱與H型鋼梁剛性連接節(jié)點(diǎn)是鋼框架結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的節(jié)點(diǎn)形式之一。在傳統(tǒng)的梁柱剛性節(jié)點(diǎn)構(gòu)造中，通常在梁翼緣對(duì)應(yīng)的箱形柱內(nèi)設(shè)置水平加勁隔板以有效的傳遞梁端彎矩，提高節(jié)點(diǎn)的剛度和節(jié)點(diǎn)域的承載力。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)中明確的規(guī)定了工字形梁與H形柱剛性連接時(shí)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)區(qū)滿足一定條件，柱腹板可不設(shè)置橫向加勁肋，而對(duì)箱形柱連接的情況未加任何說(shuō)明。本文研究的目的就是弄清楚在非抗震條件下，不設(shè)

2、置水平加勁板的箱形柱與在同一條直線上的H型鋼梁剛性連接形成的全焊接中節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)條件。 然而國(guó)內(nèi)外對(duì)此種形式的節(jié)點(diǎn)研究尚不夠完善，導(dǎo)致沒(méi)有完整且系統(tǒng)的分析方法可供借鑒。但是可以綜合運(yùn)用國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研究比較成熟的板件的受拉性能、屈服線形式等理論以及板件極限承載力的計(jì)算方法對(duì)本文的梁-柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，基于此，做了以下主要研究工作： ①?gòu)慕⒂邢拊W(xué)模型出發(fā)，合理的選擇了有限元分析的各個(gè)模型。在模型的建立過(guò)程中做了一些假設(shè)，

3、如不考慮焊接殘余應(yīng)力和初始缺陷的影響，構(gòu)件采用理想的彈．塑性材料，考慮對(duì)接焊縫與構(gòu)件具有同樣的材質(zhì)等。合理的模型對(duì)研究影響節(jié)點(diǎn)性能的因素起到關(guān)鍵性的作用，本文通過(guò)固定梁截面不變，變換柱截面的寬度、壁厚和固定柱截面，改變梁翼緣板的寬度兩種方式來(lái)進(jìn)行組合。 ②對(duì)模型進(jìn)行有限元分析，整理分析后的數(shù)據(jù)并且總結(jié)出影響節(jié)點(diǎn)性能的因素。分析過(guò)程中對(duì)模型施加荷載時(shí)首先通過(guò)選擇合適的軸壓比來(lái)確定柱軸力并對(duì)施加于柱頂；再對(duì)梁自由端施加節(jié)點(diǎn)集中力，隨

4、之進(jìn)入分析直到程序結(jié)束計(jì)算。通過(guò)對(duì)分析數(shù)據(jù)的整理，描繪出關(guān)鍵點(diǎn)的P.△曲線，并由此確定柱寬度，柱翼緣厚度，柱寬厚比，和柱與梁翼緣寬度比四個(gè)因素對(duì)節(jié)點(diǎn)性能的影響關(guān)系。 ③根據(jù)屈服線形式，推導(dǎo)出在強(qiáng)度條件下當(dāng)不設(shè)置水平加勁板的箱形柱與H型鋼梁剛性連接形成中節(jié)點(diǎn)時(shí)，柱壁板厚度的限制條件。計(jì)算時(shí)采用等強(qiáng)原則，即屈服線承載力不小于H型鋼梁翼緣傳來(lái)的水平力。最后將有限元模型分析的結(jié)果和建議公式計(jì)算出來(lái)的結(jié)果進(jìn)行比較，簡(jiǎn)化公式并驗(yàn)證本文的思路