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《鋼框架半剛性連接研究與分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、鋼框架半剛性連接研究與分析：在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析中，都將框架的梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)成理想的鉸接和剛接。一般來(lái)說(shuō)，連接對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束達(dá)到理想剛接的80%時(shí)，就被視為剛接；但當(dāng)梁柱軸線夾角的改變量在外力作用下達(dá)到理想鉸接的90%時(shí)，即可被視為鉸接。所以，半剛性連接鋼框架具有其自身的特點(diǎn)，不能簡(jiǎn)單地將其簡(jiǎn)化為理想剛接或鉸接?！ ￡P(guān)鍵詞：鋼框架半剛性連接研究性能 Abstract:inthesteelstructuredesignandanalysisoftheframebeam-columnconnectionaxisAngleofcha
2、ngeunderexternalforcetoachievetheidealofhinged90%i-rigidconnectionsteelframehasthecharacteristicsofitsoplyitisreducedtoidealjustansesemi-rigidconnectionresearchperformance ?。篢V332.13：A： 引言 在鋼框架設(shè)計(jì)中,一般假定梁柱連接是完全剛性或完全鉸接。然而無(wú)論是在鋼框架的施工,還是試驗(yàn)中,各國(guó)的學(xué)者們都越來(lái)越發(fā)現(xiàn)實(shí)際的鋼框架連接方式往往介
3、于兩者之間,既不是完全剛性連接,又不是完全鉸接連接,呈半剛性連接方式。即實(shí)際的梁柱節(jié)點(diǎn)既可以傳遞一定的彎矩,又會(huì)在梁柱之間產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)角。所以,在鋼框架設(shè)計(jì)中,把梁柱連接假定為完全剛性連接或完全鉸接是不科學(xué)的,也是不符合實(shí)際的。因此很有必要對(duì)半剛性連接的特性作深入的研究,從而在將來(lái)的鋼框架設(shè)計(jì)中按照實(shí)際的半剛性連接來(lái)考慮?！ ?、半剛性連接類(lèi)型 半剛性連接主要通過(guò)摩擦型高強(qiáng)螺栓和連接件(角鋼、短T型鋼和端板)把梁、柱連接起來(lái)。常見(jiàn)的半剛性連接類(lèi)型有:外伸端板連接,短T型鋼連接,頂?shù)捉卿?、雙腹板角鋼連接和頂?shù)捉卿撨B接,如圖1
4、所示。外伸端板連接因傳力路線明確,計(jì)算簡(jiǎn)單而得到廣泛應(yīng)用。短T型鋼連接因剛度較大,在多高層鋼框架中也已開(kāi)始使用。頂?shù)捉卿?、雙腹板角鋼因破壞形式比較復(fù)雜,且影響承載力的因素較多,因此工程中暫時(shí)還沒(méi)有應(yīng)用,但有些國(guó)家通過(guò)一些輔助焊接處理,可以達(dá)到使用的目的。頂?shù)捉卿撨B接因其承載力離散程度較大目前還僅限于試驗(yàn)研究階段。 2、半剛性連接的受力性能及特性 2.1半剛性連接的受力性能 以一個(gè)單梁來(lái)說(shuō)明半剛性連接的受力性能。在均布荷載q作用下,假定單梁兩端的連接分別為剛性連接、鉸接和半剛性連接,梁的跨度為l。則按照結(jié)構(gòu)力學(xué)的計(jì)算方
5、法,對(duì)于剛性連接的梁,梁端彎矩為ql2/12,跨中彎矩為ql2/24;鉸接的梁,梁端彎矩為0,跨中彎矩為ql2/8;而對(duì)于半剛性連接的梁來(lái)說(shuō),梁端彎矩和跨中彎矩的大小完全取決于半剛性連接的剛度,若剛度趨近于∞,則半剛性連接可認(rèn)為是剛性連接;若剛度趨近于0,則半剛性連接可認(rèn)為是鉸接。因此,半剛性連接梁的梁端彎矩在(0,ql2/12)區(qū)間,連接剛度越大,梁端彎矩越大?！ ?.2半剛性連接的特性 對(duì)于梁柱連接來(lái)說(shuō),其主要作用是在構(gòu)件之間傳遞軸力、剪力、彎矩和扭矩。在平面問(wèn)題的研究中,可以忽略扭轉(zhuǎn)的影響,同時(shí),對(duì)于大多數(shù)半剛性連接,
6、軸向變形、剪切變形與轉(zhuǎn)動(dòng)變形相比都很小。因此,從使用的在半剛性連接中,連接的非線性特性取決于很多構(gòu)造因素,主要包括: 1)連接組合材料本身不連續(xù)。連接是由螺栓及型鋼,如角鋼、短T型鋼等組合配置而成。這種形式使得不同加載階段,各組合件之間互相會(huì)產(chǎn)生滑移和錯(cuò)動(dòng)。2)連接組合中一些組合件產(chǎn)生局部屈服。這是引起連接非線性特性的主要因素。3)連接組合中的螺栓孔、螺栓、連接件(角鋼、端板)以及構(gòu)件之間的承壓接觸引起應(yīng)力和應(yīng)變集中。4)連接附近處,梁和柱的翼緣和/或腹板的局部屈曲。5)在外部荷載影響下整體的幾何變化。連接的非線性決定了連接
7、在不同加載過(guò)程中連接剛度是非線性變化的,從而給連接的分析和計(jì)算增加了很大的難度。在計(jì)算連接的抗彎承載力時(shí),連接剛度有兩種選用方法。一種是選用初始剛度Rki,由于初始剛度Rki一般大于切線剛度Rkt,計(jì)算出的抗彎承載力偏于不安全;另一種是用切線剛度Rkt,由于連接的非線性,每一點(diǎn)處的切線剛度都不相同,計(jì)算時(shí)必須使用迭代的方法,比較繁瑣,國(guó)外有關(guān)文獻(xiàn)中介紹可以取Rkt=0.01rad處對(duì)應(yīng)的切線剛度R0.01這個(gè)定值近似計(jì)算,可避免迭代,計(jì)算結(jié)果也滿足精度要求?！ ?、半剛性連接節(jié)點(diǎn)對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響 半剛性連接鋼框架結(jié)構(gòu)在
8、動(dòng)力荷載作用下，表現(xiàn)出和剛性連接鋼框架完全不同的性能。開(kāi)展半剛性連接鋼框架結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能研究和分析對(duì)半剛性連接鋼框架結(jié)構(gòu)在地震區(qū)的推廣使用具有十分重要的意義。在與半剛性連接有關(guān)的文獻(xiàn)中，研究結(jié)果均比較一致地認(rèn)為：半剛性連接節(jié)點(diǎn)會(huì)改變框架的內(nèi)力響應(yīng)，它會(huì)增大梁的跨中彎矩、柱腳彎
