半剛性連接平面鋼框架結(jié)構(gòu)彈塑性分析及抗震性能研究.pdf

1、在傳統(tǒng)的鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，人們通常將梁柱節(jié)點連接假設(shè)成完全剛接或理想鉸接，以方便計算。事實上，大部分梁柱節(jié)點的連接性能介于兩者之間，屬于半剛性連接節(jié)點的范疇。大量的研究表明，節(jié)點連接的半剛性對鋼框架內(nèi)力、位移、結(jié)構(gòu)的極限承載力以及結(jié)構(gòu)動力性能的影響相當(dāng)大，不容忽視。針對半剛性梁柱連接節(jié)點的非線性性能對鋼框架結(jié)構(gòu)受力性能的影響，本文主要作了以下方面工作： 1、根據(jù)半剛性連接節(jié)點的力學(xué)性能，提出了一種適合于一般平面鋼結(jié)構(gòu)彈性分析、彈

2、塑性靜力分析、彈性時程分析和彈塑性時程分析的結(jié)構(gòu)計算分析新模型。該方法能克服傳統(tǒng)計算模型所不能處理的問題，且使用方便。 2、在梁柱理論的基礎(chǔ)上，通過修正單元的轉(zhuǎn)角．位移方程，推導(dǎo)了半剛性連接平面鋼框架結(jié)構(gòu)的彈性剛度矩陣和幾何剛度矩陣。根據(jù)小變形疊加原理，推導(dǎo)了半剛性連接桿單元在任意荷載作用下的桿端內(nèi)力計算公式。在上述基礎(chǔ)上，進(jìn)行了半剛性連接平面鋼框架結(jié)構(gòu)的二階彈性分析和二階彈塑性分析，同時采用FORTRAN語言編制了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)非

3、線性分析計算程序，并使用該程序進(jìn)行了大量的計算，分析了梁柱節(jié)點連接的半剛性對結(jié)構(gòu)的節(jié)點位移、單元內(nèi)力、二階效應(yīng)和結(jié)構(gòu)極限承載力的影響程度。 3、提出了半剛性連接平面鋼框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定控制簡化方法和結(jié)構(gòu)在靜力荷載作用下的簡化計算方法。利用該方法，分別可以求解結(jié)構(gòu)樓層的臨界重力荷載和任意荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移。 4、由虛功原理和梁柱理論，推導(dǎo)了半剛性連接桿單元的質(zhì)量矩陣，采用Reilav阻尼和Wilson-θ數(shù)值積分法，進(jìn)

4、行半剛性連接平面鋼框架結(jié)構(gòu)的彈性時程分析和彈塑性時程分析，并使用FORTRAN語言進(jìn)行了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計算分析程序編制，并使用該程序進(jìn)行了大量的計算，分別分析了連接的半剛性對無柱間支撐和有柱間支撐平面鋼框架結(jié)構(gòu)在地震荷載下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)特性。研究發(fā)現(xiàn)：無柱間支撐鋼框架結(jié)構(gòu)對連接的半剛性性能非常敏感，在高層鋼框架結(jié)構(gòu)中不宜使用轉(zhuǎn)動剛度較小的半剛性連接形式。 5、根據(jù)小變形疊加原理，提出了半剛性連接平面鋼框架結(jié)構(gòu)抗震簡化計算層模型，推導(dǎo)出了