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矩形钢管混凝土柱-H型钢梁端板半刚性连接受弯性能研究

王超  
【摘要】: 我国《钢结构设计规范》(GB50017-2003)第3.2.7条规定了“梁柱半刚性连接是具有有限的转动刚度,在承受弯矩的同时会产生相应的转角,在内力分析时必须确定连接的弯矩—转角特性,以便考虑变形的影响”。本文将端板连接引用到矩形钢管混凝土柱-H型钢梁端板半刚性节点设计中,对矩形钢管混凝土柱-H型钢梁端板半刚性连接受弯性能进行了有限元分析,并用构件法校核有限元分析结果。 采用构件法计算矩形钢管混凝土—H型钢梁端板半刚性连接极限承载力,通过计算发现端板厚度采用T型件方法设计最准确,螺栓受力分布宜采用文献[30]中提出的计算方法。并将结果和有限元分析结果进行对比。 从组成框架的梁柱端板连接出发,采用实体单元三维建模,建立考虑构件的几何非线性、材料非线性等线性因素的有限元理论分析模型,在梁段施加竖向荷载,得到连接的弯矩—转角曲线、清晰的节点区应力分布云图、螺栓应力云图及相关结论。 从框架整体性能出发,对刚性、半刚性连接框架性能进行对比,并对端板连接采用刚性假定和半刚性假定进行对比。分别得出对比结论。 作为探索性研究,本文对该连接形式的定性分析为矩形钢管混凝土节点连接在工程中的应用作为提供了参考。常规设计法重视了端板和螺栓的受力,而对造成该类节点半刚性的节点域以及端板下部应力集中重视不够。希望设计人员设计时可以采取措施有效的改善整个节点的受力和变形性能。


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