鋼結(jié)構(gòu)半剛性連接的力學(xué)建模與非線性分析研究.pdf

1、在一般鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論中，鋼結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)總是被假定為鉸接或者完全剛接。而在實(shí)際的鋼結(jié)構(gòu)中，鉸接和完全剛接都是不存在的。換言之，所有的鋼節(jié)點(diǎn)都是半剛性的。雖然將鋼節(jié)點(diǎn)假設(shè)為鉸接或者完全剛接可以簡(jiǎn)化鋼結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)，但基于這種假定的設(shè)計(jì)可能造成鋼材浪費(fèi)甚至使結(jié)構(gòu)不安全。目前，國(guó)內(nèi)外缺乏完善的半剛性鋼結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)方法，關(guān)于半剛性的研究主要基于彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系已經(jīng)獲得的情況下，較少關(guān)于如何獲得彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系的研究。因此，本文主要研究半剛性連接

2、節(jié)點(diǎn)的力學(xué)分析以及半剛性鋼結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)分析，完成了以下工作:
　　1、提出采用非協(xié)調(diào)實(shí)體單元對(duì)半剛性節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精確建模分析。分析了協(xié)調(diào)實(shí)體單元剪切自鎖以及沙漏模式的形成原因，系統(tǒng)研究了考慮幾何非線性的三維非協(xié)調(diào)實(shí)體單元，通過(guò)虛參數(shù)法保證了非協(xié)調(diào)元的收斂性，推導(dǎo)了非協(xié)調(diào)元在T.L.格式下的全量以及增量格式，在此單元基礎(chǔ)上，提出了可以考慮雙重非線性的可行的程序編制方案。
　　2、在獲取半剛性節(jié)點(diǎn)彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過(guò)縮聚的

3、方法推導(dǎo)了平面半剛性梁柱單元。提出先用實(shí)體單元分析半剛性節(jié)點(diǎn)再用半剛性梁柱單元分析鋼結(jié)構(gòu)整體框架的非線性分析流程。
　　3、采用MATLAB以及FORTRAN兩種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫非協(xié)調(diào)實(shí)體單元計(jì)算程序，包括全量格式、增量格式以及考慮雙重非線性的計(jì)算程序。這些程序可用于獲得半剛性節(jié)點(diǎn)的彎矩-轉(zhuǎn)角曲線。采用MATLAB語(yǔ)言編寫了平面半剛性梁柱單元用于鋼框架整體分析。本論文就相同算例比對(duì)了ANSYS與本文程序的計(jì)算結(jié)果，驗(yàn)證了本文程序的正