半剛性連接鋼框架的受力性能研究.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)梁柱連接一直以來(lái)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程的關(guān)鍵部分，影響著鋼框架的整體性能。在設(shè)計(jì)中常把鋼框架的連接節(jié)點(diǎn)當(dāng)作剛度無(wú)窮大的剛性節(jié)點(diǎn)或剛度為零的鉸接節(jié)點(diǎn)，這樣的理想化假設(shè)雖簡(jiǎn)化了鋼框架的分析和設(shè)計(jì)過(guò)程，但不能真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)的受力情況。在1994年的Northridge(美國(guó)北嶺)地震和1995年的日本阪神地震中，大量的鋼框架節(jié)點(diǎn)發(fā)生脆性破壞，于是人們開(kāi)始對(duì)鋼框架節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究，提出了半剛性連接節(jié)點(diǎn)。它是介于剛接和鉸接之間，既能承受彎矩，又具

2、有相對(duì)轉(zhuǎn)角，在鋼框架分析和設(shè)計(jì)過(guò)程中逐漸地成為不可忽視的考慮因素。
　　 本文系統(tǒng)地介紹了半剛性連接鋼框架結(jié)構(gòu)的判別標(biāo)準(zhǔn)、連接形式及數(shù)學(xué)模型，對(duì)不同的連接形式指明各自的特性，引入影響連接的M-θr曲線，根據(jù)M-θr曲線得出連接的初始剛度、相對(duì)轉(zhuǎn)角，給出梁柱剛度矩陣。然后就半剛性連接其中一種形式(高強(qiáng)螺栓端板連接)進(jìn)行概括分析，對(duì)端板連接進(jìn)行了彈性、彈塑性和剛性分析，給出端板連接的初始剛度方程，并進(jìn)行焊縫驗(yàn)算，高強(qiáng)螺栓受拉分析并采

3、取相應(yīng)構(gòu)造措施，確定端板連接細(xì)部尺寸。
　　 針對(duì)以上因素，采用有限元分析軟件ANSYS建立一個(gè)外伸端板連接的節(jié)點(diǎn)模型，考慮螺栓與端板、端板與柱翼緣間的接觸及高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力，施加梁端豎向位移荷載，對(duì)該模型求解并進(jìn)行結(jié)果分析，觀察各部分應(yīng)力分布。介紹半剛性連接鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)影響因素，在單元?jiǎng)偠染仃囍锌紤]節(jié)點(diǎn)柔性和幾何非線性的影響，對(duì)固端彎矩進(jìn)行修正，得出半剛性連接鋼框架的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，并用一個(gè)單跨三層平面框架(平齊端板連接)具