鋼框架半剛性節(jié)點(diǎn)動(dòng)力分析與性能優(yōu)化.pdf

1、改革開放前，中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常緩慢，多高層建筑主要是鋼筋混凝土形式，而隨著中國鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,并且鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、整體剛性好、塑性變形能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也是一種理想彈性體，在工程力學(xué)中有很大的用途，主要是用來假定基本的工程力學(xué)的特性，使得多高層鋼框架結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越多，越來越廣泛。但是在傳統(tǒng)的鋼框架設(shè)計(jì)中，梁柱節(jié)點(diǎn)一般都被看成是完全的剛性或者是鉸接的形式，這是簡化了梁柱節(jié)點(diǎn)的分析和設(shè)計(jì)的過程的結(jié)果。但是在實(shí)際的工程中，如果只

2、考慮了剛性連接，則是夸大了節(jié)點(diǎn)的約束的性能；如果只考慮了鉸接連接，則是忽略了節(jié)點(diǎn)約束的性能。實(shí)踐表明工程上的節(jié)點(diǎn)是半剛性的，它的連接性能處于剛性和鉸接之間，在荷載作用下,可以傳遞一定彎矩而同時(shí)又產(chǎn)生一些的變形,實(shí)際上發(fā)生的是半剛性非線性變形,這種變形實(shí)質(zhì)上改變了結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特性。它對鋼框架的力學(xué)行為有非常重要的影響，因?yàn)榘雱傂怨?jié)點(diǎn)具有較強(qiáng)的變形和耗能能力，在地震作用下能夠抵抗一定的地震荷載。因此在進(jìn)行鋼框架設(shè)計(jì)和分析的時(shí)候，要考慮半剛性節(jié)

3、點(diǎn)對結(jié)構(gòu)力學(xué)的影響。本文中主要研究了高層鋼框架結(jié)構(gòu)在剛性連接和半剛性連接的基底剪力和側(cè)向位移的分析對比，以及在半剛性節(jié)點(diǎn)不符合規(guī)范的條件下對其的各種優(yōu)化。
　　本文簡要的介紹了半剛性連接國內(nèi)外的現(xiàn)狀、基本理論、連接的類型和特性、半剛性連接端板的初始剛度的計(jì)算方法以及半剛性連接的彎矩-轉(zhuǎn)角曲線等內(nèi)容，然后根據(jù)計(jì)算方法來計(jì)算節(jié)點(diǎn)的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度。采用有限元分析軟件SAP2000來建立剛性連接和半剛性連接框架模型，分別對鋼框架進(jìn)行模態(tài)分析

4、、反應(yīng)譜分析和在兩種地震荷載作用下的時(shí)程分析。得出計(jì)算的結(jié)果：將半剛性連按照剛性連接來考慮，對抗震設(shè)計(jì)造成了很大的誤差，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候不可忽略連接柔性對結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能產(chǎn)生的影響，即要考慮彈簧節(jié)點(diǎn)的影響。當(dāng)采用剛性連接的鋼框架結(jié)構(gòu)時(shí)的側(cè)向位移滿足規(guī)范的要求，而用軟件模擬的半剛性連接的鋼框架，它的位移超過了規(guī)范的要求。因此要對半剛性連接的情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，其一是改變節(jié)點(diǎn)的剛度，其二是分別梁柱之間增加斜撐，改變鋼框架的整體的剛度。