半剛性連接平面鋼框架結構彈塑性分析及抗震性能研究.pdf

1、在傳統(tǒng)的鋼框架結構設計中，人們通常將梁柱節(jié)點連接假設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力、位移、結構的極限承載力以及結構動力性能的影響相當大，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構受力性能的影響，本文主要作了以下方面工作： 1、根據(jù)半剛性連接節(jié)點的力學性能，提出了一種適合于一般平面鋼結構彈性分析、彈

2、塑性靜力分析、彈性時程分析和彈塑性時程分析的結構計算分析新模型。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、在梁柱理論的基礎上，通過修正單元的轉角．位移方程，推導了半剛性連接平面鋼框架結構的彈性剛度矩陣和幾何剛度矩陣。根據(jù)小變形疊加原理，推導了半剛性連接桿單元在任意荷載作用下的桿端內力計算公式。在上述基礎上，進行了半剛性連接平面鋼框架結構的二階彈性分析和二階彈塑性分析，同時采用FORTRAN語言編制了相應的結構非

3、線性分析計算程序，并使用該程序進行了大量的計算，分析了梁柱節(jié)點連接的半剛性對結構的節(jié)點位移、單元內力、二階效應和結構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構的穩(wěn)定控制簡化方法和結構在靜力荷載作用下的簡化計算方法。利用該方法，分別可以求解結構樓層的臨界重力荷載和任意荷載作用下的結構內力和側移。 4、由虛功原理和梁柱理論，推導了半剛性連接桿單元的質量矩陣，采用Reilav阻尼和Wilson-θ數(shù)值積分法，進

4、行半剛性連接平面鋼框架結構的彈性時程分析和彈塑性時程分析，并使用FORTRAN語言進行了相應的結構計算分析程序編制，并使用該程序進行了大量的計算，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構在地震荷載下的結構反應特性。研究發(fā)現(xiàn)：無柱間支撐鋼框架結構對連接的半剛性性能非常敏感，在高層鋼框架結構中不宜使用轉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構抗震簡化計算層模型，推導出了