基于半剛性的門式剛架及其端板連接節(jié)點(diǎn)受力性能研究.pdf

1、門式剛架是輕鋼結(jié)構(gòu)體系的典型代表,廣泛應(yīng)用于單層工業(yè)廠房和民用建筑中。目前,門式剛架是按照節(jié)點(diǎn)連接為剛性的假定進(jìn)行設(shè)計(jì),沒(méi)有考慮端板連接的半剛性對(duì)其性能的影響。半剛性連接不但對(duì)節(jié)點(diǎn)自身的受力性能產(chǎn)生影響,而且對(duì)門式剛架整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及位移也產(chǎn)生影響。目前的研究?jī)H對(duì)這些問(wèn)題提出了一些合理性建議,但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何合理的把半剛性連接對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響考慮進(jìn)去,這些建議不夠全面。圍繞這一問(wèn)題,本文對(duì)門式剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行了深入的探討和研究。

2、 本文首先系統(tǒng)地歸納了各國(guó)現(xiàn)行規(guī)范中關(guān)于端板連接的設(shè)計(jì)方法。在對(duì)比我國(guó)規(guī)范算法的基礎(chǔ)上,提出基于"T型件”的節(jié)點(diǎn)改進(jìn)設(shè)計(jì)方法,并引用某工程實(shí)例,運(yùn)用此法對(duì)端板連接節(jié)點(diǎn)重新進(jìn)行優(yōu)化方案設(shè)計(jì),結(jié)果證明此方法是準(zhǔn)確可靠、簡(jiǎn)單可行的,而且能使設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)。 接著在半剛性理論研究方面,本文從有限元理論的高度推導(dǎo)了半剛性節(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)下的單元?jiǎng)偠染仃嚭蛦卧獎(jiǎng)偠确匠獭⒁约罢w坐標(biāo)系下的總剛度方程,并利用ANSYS有限元軟件對(duì)高強(qiáng)螺栓端板連接節(jié)

3、點(diǎn)的高度非線性和復(fù)雜接觸進(jìn)行數(shù)值模擬分析,經(jīng)與相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)比,對(duì)其受力性能有了新的認(rèn)識(shí)。 最后,本文利用ANSYS APDL語(yǔ)言編程對(duì)不同柱腳約束條件下節(jié)點(diǎn)剛接、半剛接以及鉸接的變截面門式剛架進(jìn)行大量的建模計(jì)算,探討了端板連接節(jié)點(diǎn)的半剛性對(duì)門式剛架位移和內(nèi)力以及用鋼量的影響,通過(guò)結(jié)果分析,分別從節(jié)點(diǎn)形式和構(gòu)造措施兩方面,獲得了提高節(jié)點(diǎn)剛度的認(rèn)識(shí),提出了一些對(duì)工程設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值的結(jié)論與建議,同時(shí)也為進(jìn)一步的研究該種節(jié)點(diǎn)的連接