鋼框架端板連接半剛性組合節(jié)點性能研究.pdf

1、隨著組合結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，考慮鋼筋混凝土樓板和鋼梁之間的組合作用也正成為人們越來越關(guān)注的研究課題，考慮這種組合作用后，框架應(yīng)該按鋼-混凝土組合框架進(jìn)行分析設(shè)計，其梁柱連接節(jié)點半剛性工作性能的分析是這種組合鋼框架結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)。這種組合節(jié)點可以通過混凝土板內(nèi)的縱向鋼筋實現(xiàn)組合梁在不同跨之間的連續(xù)性，而且通過選擇合適的型鋼梁柱連接方式和縱向鋼筋數(shù)量，可以有效地控制節(jié)點的剛度與承載能力。但是就目前對組合節(jié)點性能及其對整個框架的影響程度的了解，還

2、不足以得出一個可靠的設(shè)計方法。因此有必要對半剛性鋼-混凝土組合節(jié)點受彎承載力、轉(zhuǎn)動剛度和轉(zhuǎn)動能力及其對框架受力性能影響進(jìn)行全面的研究。 本文選取工程中應(yīng)用較多的端板連接半剛性組合節(jié)點作為研究對象，分析了它在靜力荷載作用下的工作性能及其對組合鋼框架受力性能的影響。主要采用歐洲規(guī)范EC3介紹的組件分析方法對節(jié)點性能進(jìn)行分析研究，通過對各組件的受力性能分析計算得出整個節(jié)點的抗彎承載力及初始轉(zhuǎn)動剛度，并將計算結(jié)果與試驗結(jié)果及通用有限元分

3、析軟件ANSYS的分析結(jié)果進(jìn)行了對比分析，計算結(jié)果與試驗結(jié)果及有限元分析結(jié)果吻合較好。同時，本文通過改變節(jié)點各個組成部分的幾何參數(shù)，分析了節(jié)點各個幾何參數(shù)對節(jié)點極限抗彎承載力以及初始轉(zhuǎn)動剛度的影響。分析計算結(jié)果表明：樓板與鋼梁的組合作用對節(jié)點的抗彎承載力及初始轉(zhuǎn)動剛度的影響非常大，實際工程中節(jié)點設(shè)計應(yīng)當(dāng)考慮這種組合作用；樓板內(nèi)縱向鋼筋配筋率與柱腹板加勁肋對節(jié)點性能影響顯著，而連接端板厚度及剪力連接程度的影響則不是太顯著。在對節(jié)點性能有了

4、了解后，本文進(jìn)一步對端板連接的半剛性組合平面鋼框架進(jìn)行了理論分析，推導(dǎo)了半剛性連接平面組合鋼框架的剛度矩陣及半剛性連接梁單元的固端彎矩計算公式。最后采用ANSYS對一雙跨五層組合鋼框架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，分析表明，連接節(jié)點的半剛性性能對組合鋼框架的受力性能有影響，但半剛性組合鋼框架的受力性能的主要影響因素是節(jié)點約束系數(shù)，本文詳細(xì)分析了約束系數(shù)對框架受力性能的影響，指出在組合鋼框架設(shè)計當(dāng)中，考慮連接的半剛性性能能使框架內(nèi)力分配更為合理。