半剛性連接鋼框架有限元分析與二階近似計算.pdf

1、傳統(tǒng)鋼框架一般考慮梁與柱的連接是完全剛性或理想的鉸接，雖然全剛性連接和理想鉸接的假定使分析和設(shè)計過程大大簡化，但是不意味著它能代表真實的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。近幾十年的試驗結(jié)果已經(jīng)證明，所有鋼框架梁柱連接本質(zhì)上都是半剛性，其性能介于剛性連接和理想鉸接之間。半剛性連接對結(jié)構(gòu)效應(yīng)的影響，不僅會改變梁與柱之間內(nèi)力分布，而且還會增加框架的側(cè)移，從而增加框架分析中的二階效應(yīng)。圍繞這一主題，本文主要就以下幾個方面進(jìn)行了探討和研究。 第一，簡要介紹了

2、半剛性連接的研究現(xiàn)狀及其需要改進(jìn)的地方、國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中關(guān)于梁柱連接的設(shè)計計算方法、鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點的分類方法、半剛性連接的數(shù)學(xué)模型，并闡述了半剛性連接研究的基本方法。 第二，在前人研究基礎(chǔ)之上，推導(dǎo)了同時考慮連接半剛性、材料非線性及軸力影響下的半剛性連接鋼框架中梁、柱單元剛度矩陣，并闡述了半剛性鋼框架平衡方程建立的過程。運用有限元軟件ANSYS對一榀等跨六層框架進(jìn)行有限元分析，其中用梁單元模擬梁、柱，彈簧單元模擬梁柱連接的半剛

3、性。通過將半剛性連接鋼框架計算結(jié)果與剛性連接鋼框架計算結(jié)果進(jìn)行對比，得出半剛性使結(jié)構(gòu)內(nèi)力發(fā)生重分布、增加鋼框架的二階效應(yīng)等一系列具有工程設(shè)計指導(dǎo)意義的結(jié)論。 第三，在剛性理論分析的基礎(chǔ)上，對梁、柱剛度進(jìn)行修正，推導(dǎo)了半剛性連接情況下的桿端彎矩、轉(zhuǎn)動剛度、傳遞系數(shù)的計算公式，并給出在豎向力作用下半剛性連接鋼框架近內(nèi)力的近似計算方法；對柱側(cè)移剛度進(jìn)行修正，給出在水平力作用下半剛性連接鋼框架內(nèi)力及側(cè)移的近似計算方法。其次，列舉了美國及