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《半剛性連接鋼框架受力性能的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展及國家對發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的政策導(dǎo)向，高層銅結(jié)構(gòu)建筑在我國將會日益增多，而在多高層建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)框架體系是非常普遍的。梁柱連接的節(jié)點是鋼框架中重要的組成部分，選擇節(jié)點是高層鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計中的關(guān)鍵，其性能直接影響著框架的極限承載力、結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定等性能。在鋼框架的傳統(tǒng)分析和設(shè)計中，將框架的梁柱連接假設(shè)成為理想的鉸接或完全的剛接。雖然，這樣簡化了鋼框架的分析和設(shè)計過程，但采用理想的連接模型在很多情況下是不合理的，也不能反映結(jié)構(gòu)工作的實際情況，計算結(jié)果誤差較大，這是因為在實際工程中的連接是半剛性的。因此，為了合理正
2、確地預(yù)測鋼框架的實際受力性能，應(yīng)在鋼框架的分析和設(shè)計中考慮半剮性連接的影響。本文主要針對帶雙腹板角鋼的頂?shù)捉卿撨B接和外伸端板螺栓連接進行了模擬，從結(jié)構(gòu)的整體出發(fā)既綜合考慮節(jié)點半剛性、材料非線性與二階效應(yīng)等多種因素影響，對半剛性連接鋼框架進行分析研究，而不是采用逐個桿件計算的方法，能正確地反映鋼框架體系的實際工作能力。在推導(dǎo)塑性鉸形成以前考慮塑性影響的梁柱單元剛度矩陣時，單元兩端用兩個零長度的彈簧來模擬塑性的發(fā)展，彈簧一端與截面相連，另一端與結(jié)點相連。在進行半剛性鋼框架有限元的研究過程中，利用vc++語言編制了有限元分析程序，根據(jù)本文
3、的實際情況選擇了用改進牛頓一拉夫遜荷載控制法求解非線性有限元方程組。數(shù)值算例驗證了程序的有效性和正確性。本文得到一些工程上的有用結(jié)論如下：連接的半剛性對框架肉力與變形的影響是不容忽視的，實際設(shè)計上應(yīng)根據(jù)連接的具體形式采用合理的M-0關(guān)系式，在截面大小由端彎矩控制的情況下，采用半剛性連接不僅在節(jié)點上可節(jié)省材料，而且梁的截面尺寸也可以減少，降低用鋼量。采用允許部分截面進入局部塑性狀態(tài)的設(shè)計方法，相比彈性設(shè)計結(jié)構(gòu)的承載力大為提高?！朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017．2003)中假想水平力公式H。與框架類型(剛接、半剛接及鉸接)無關(guān)，不能準
4、確反映二階效應(yīng)的影響，應(yīng)當加以修正。最后，對半剛性鋼框架的研究工作提出了展望。綜上表明本文研究的半剮性連接鋼框架的受力性能具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：半剛性連接；艫口關(guān)系；鋼框架；牛頓一拉夫遜荷載控制法；有限元ABSTRACTWiththedevelopmentofnationaleconomicsandsomefavorablepoliciestodevelopsteelstructuresinmycountry,moreandmorehi【gh-floorsteelstructuresarebuilt，andframe
5、worksystemofsteelstructureisveryuniversalinhigh—floorbuildings．Beam-to—columnconnectionsareSOimportantpartsinsteelflamesthathowtochoosejointsisalsopivotalwhenjointsaredesignedinhigh-floorsteelstructures．Andit'sperformanceaffectdirectlyflameultimateload-carryingcapacity
6、,thestrengthandtherigidaswellasthestabilityofstructureandSOon．Inthetraditionaldesignandanalysisonsteelframes，thebehaviorofbeam‘to-columnconnectionsisassumedaseitherpinnedorrigidjointsentirely．AlthougIltheseidealizedassumptionssimplifytheanalysisanddesignofsteelflamecon
7、sumedly,theycouldinduceunreasonableresultsinmanycasesandtheyalsocouldnotreflecttheactualworkconditionsofthestructure，andtheerrorsoftheresultsarebigbecausethejointsinpracticeengineeringaresemi-rigid．Inordertoforecastactualload—carryingperformanceofsteelflamereasonablyan
8、dmoreaccurately,itshouldtakeaccountoftheeffectofsemi—rigidconnectionsintheanalysisanddesignofsteelflame．Inthispaper,i
