輕型門式剛架結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓端板連接承載性能研究.pdf

1、近十幾年來，隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑在建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，門式剛架結(jié)構(gòu)建筑體系在我國工業(yè)廠房建筑中得到了更加廣泛的應(yīng)用。高強(qiáng)度螺栓端板連接作為高效率的一種梁柱抗彎連接形式，也隨之在工程中大量采用，端板連接節(jié)點(diǎn)也逐漸成為較為熱門的研究課題之一。 本文基于通用有限元軟件ANSYS，建立了端板連接三維非線性結(jié)構(gòu)反應(yīng)分析方法。對門式剛架梁柱(中柱)連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了非線性有限元分析，連接中的所有組件均采用實(shí)體塊單元；考慮了材料非線性和幾何非線性；采用

2、面面接觸單元模擬了連接中的所有接觸問題；采用預(yù)拉力單元模擬螺栓的預(yù)拉力。分析了有限元模型中不同節(jié)點(diǎn)的彎矩M一轉(zhuǎn)角θr曲線關(guān)系、螺栓拉力T一節(jié)點(diǎn)彎矩M曲線關(guān)系。通過9個有限元算例討論了端板厚度、螺栓直徑、螺栓預(yù)拉力、柱翼緣厚度等主要參數(shù)對節(jié)點(diǎn)初始抗彎剛度以及抗彎承載力的影響。 得到設(shè)計中關(guān)于端板連接承載性能的的一些認(rèn)識：增加端板厚度，在一定范圍內(nèi)能提高節(jié)點(diǎn)的初始剛度；端板厚度越大，連接剛度越大，撬力作用越小，提高了連接的極限彎矩。

3、螺栓直徑對連接初始抗彎剛度的影響較小，而對連接的抗彎承載力的影響顯著。螺栓預(yù)拉力的大小對螺栓的破壞荷載、極限彎矩以及極限狀態(tài)時的撬力作用等幾乎沒有影響；鋼柱翼緣厚度對連接極限彎矩、撬力作用的影響較小，而對連接的初始抗彎剛度、轉(zhuǎn)動能力的影響顯著。受拉區(qū)螺栓承受了相當(dāng)大的附加撬力，可達(dá)40～50％螺栓預(yù)拉力。研究表明，高強(qiáng)度外伸式端板連接具有相當(dāng)大的抗彎承載力和初始剛度，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)彈性分析時，可視為剛性連接。 基于2003年版EC3