收藏本站
收藏 | 论文排版

半刚性连接钢框架设计理论与方法

刘伟  
【摘要】:随着我国钢结构产业的迅猛发展,越来越多的结构形式采用钢框架结构。在钢框架结构设计过程中,往往把梁柱连接简单地考虑为铰接连接或者刚性连接,这与实际情况不符。任何形式的梁柱连接理论上都是一种半刚性连接,为了真实地模拟实际结构的真实受力行为,必须要把半刚性连接的力学性能研究清楚。我国现行的《钢结构设计规范》(GB50017-2003)采用的是两阶段分析设计方法,即:结构分析和构件设计相分离的方法,这种方法具有明显的不足之处。直接分析设计法是考虑了结构和构件的P-△,P-δ效应、并同时考虑了结构和构件的初始缺陷、节点连接刚度和其它对结构稳定性有显著影响的因素,允许材料的弹塑性发展和内力重分布,获得各种荷载设计值下的内力和荷载标准值下的位移,并应按照其它相关设计规定进行直接设计的分析设计方法。本文选取顶底角钢半刚性连接和外伸端板半刚性连接作为研究对象,基于三参数模型理论,对半刚性连接钢框架进行了直接分析设计,并与已有的试验数据进行了验证。研究结果表明,采用本文所提出的理论和计算方法对半刚性连接钢框架进行直接分析设计是可行的,其结果具有实际工程的应用性。本文主要的研究工作包括:(1)推导了顶底角钢半刚性连接和外伸端板半刚性连接的初始刚度、极限弯矩、形状系数的实用计算公式;(2)利用ANSYS软件建立了34个顶底角钢半刚性连接和37个外伸端板半刚性连接有限元模型,用这些有限元分析结果验证了两种半刚性连接的初始刚度、极限弯矩、形状系数计算公式的正确性和适用性;利用W.F.Chen的数据库里的试验数据进一步验证了极限弯矩、初始刚度以及形状系数计算公式的正确性和适用性;(3)基于现行的《钢结构设计规范》(GB50017-2003)的柱子曲线,利用钢结构的稳定分析原理,推导出构件的等效初始缺陷,这种等效初始缺陷包括构件的初始几何缺陷和初始残余应力。把构件的等效初始缺陷值引入到非线性分析设计软件NIDA中去,建立了包括31种截面类型、总共近600个算例,得到它们的极限荷载,并与利用《钢结构设计规范》(GB50017-2003)相关计算方法得到的极限荷载进行对比分析,验证了本章提出的构件等效缺陷值的正确性和适用性。(4)详细地介绍直接分析设计方法的原理,并推导了可以考虑构件的初始缺陷,塑性铰以及半刚性连接的点平衡插值单元(PEP单元)的刚度矩阵。最后利用具有直接分析设计功能的NIDA软件分析了两个试验算例,验证了利用本文所提出关于半刚性连接钢框架计算方法的正确性和适用性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 蔡益燕;谈谈梁与柱的半刚性连接[J];中国建筑金属结构;2003年12期
2 石文龙;叶志明;李国强;;半刚性连接框架的试验研究进展(Ⅱ)[J];四川建筑科学研究;2008年03期
3 于鹏;胡新丽;;对半刚性连接钢框架若干问题的探讨[J];广东建材;2010年10期
4 王新堂;半刚性连接三维梁系钢结构弹性分析的普遍模型[J];空间结构;2002年02期
5 叶学林,周瑞忠;半刚性连接压杆的稳定计算公式[J];福建建筑;2003年S1期
6 周瑞忠,尹志刚;半刚性连接框架的变形特点和截面内力计算[J];钢结构;2003年06期
7 刘清平,王静峰;梁柱半刚性连接组合钢框架分析初探[J];河北建筑工程学院学报;2005年02期
8 叶康,李国强,张彬;钢框架半刚性连接研究综述[J];结构工程师;2005年04期
9 周学军,张祥龙;半刚性连接钢框架稳定极限承载力试验研究[J];济南大学学报(自然科学版);2005年01期
10 周瑞忠,尹志刚;半刚性连接框架的变形和内力[J];土木工程学报;2005年02期
11 徐伟良,郑廷银,孙宇坤;无支撑半刚性连接钢框架的简化分析[J];工业建筑;2005年04期
12 舒兴平,丁国强,林鹏,姜晓辉;半刚性连接空间钢框架二阶弹性分析[J];湖南大学学报(自然科学版);2005年02期
13 李国华;申林;顾强;;半刚性连接钢框架非线性有限元分析[J];武汉理工大学学报;2007年02期
14 舒兴平;何琼芳;;半刚性连接钢框架二阶内力和位移的简化计算[J];钢结构;2007年05期
15 贾彦丽;;浅谈半刚性连接钢框架的一种设计方法[J];甘肃科技;2007年08期
16 刘焦;朱贺飞;;半刚性连接节点模拟[J];山西建筑;2007年31期
17 吴文军;陈军明;汪曙东;吴旭旺;;半刚性连接钢框架计算程序的编制[J];武汉理工大学学报;2007年12期
18 胡强;陈劲飙;;半刚性连接对构件振动性能的影响[J];四川建筑;2008年06期
19 石文龙;叶志明;李国强;;半刚性连接框架的试验研究进展(Ⅰ)[J];四川建筑科学研究;2008年02期
20 陈红英;郝际平;;钢框架半刚性连接的曲线拟合模型[J];青海大学学报(自然科学版);2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 完海鹰;方勇;;半刚性连接钢框架在国外的研究和应用[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
2 王书报;杨家录;;具有半刚性连接结构的内力计算[A];第15届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2006年
3 舒兴平;胡习兵;向芳;丁国强;;钢框架半刚性连接性能研究综述[A];钢结构工程研究(五)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2004年学术交流会论文集[C];2004年
4 王新堂;李晓娟;李俊华;;半刚性连接钢框架支撑体系的极限承载力分析[A];钢结构工程研究(六)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2006年学术交流会论文集[C];2006年
5 程睿;崔佳;龙莉萍;;半刚性连接钢框架的有限元分析及近似计算[A];钢结构工程研究(四)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会2002年学术交流会论文集[C];2002年
6 张祥龙;周学军;;半刚性连接钢框架稳定极限承载力试验研究[A];第三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2003年
7 皮海平;何建勤;刘坚;周观根;何林;;半刚性连接钢结构研究进展[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
8 李俊平;王孟鸿;邓立奇;;半刚性连接钢框架地震反应时程分析[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年
9 舒兴平;胡习兵;向芳;丁国强;;钢框架半刚性连接性能研究综述[A];2004年全国建筑钢结构行业大会论文集[C];2004年
10 宋庆彦;龙莉萍;崔佳;韦松;;梁柱带双腹板顶底角钢半刚性连接的试验研究和非线性有限元分析[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张磊;超千米深井施工迈步吊盘动力学行为研究[D];中国矿业大学;2016年
2 刘伟;半刚性连接钢框架设计理论与方法[D];东南大学;2016年
3 完海鹰;钢结构半刚性连接体系理论分析及实验研究[D];中国科学技术大学;2009年
4 顾正维;钢结构半刚性连接的非线性分析[D];浙江大学;2003年
5 刘曙;半刚性连接钢框架的弹塑性性能及热性能研究[D];武汉理工大学;2005年
6 彭晓彤;半刚性连接钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构体系的滞回性能及抗震设计对策[D];西安建筑科技大学;2005年
7 胡习兵;半刚性连接平面钢框架结构弹塑性分析及抗震性能研究[D];湖南大学;2007年
8 卢小松;梁柱半刚性连接的M-θ关系及其对钢框架性能的影响[D];西安建筑科技大学;2008年
9 刘清平;水平荷载作用下半刚性连接组合梁框架的实用设计方法[D];同济大学;2006年
10 李文岭;钢框架梁柱弱轴半刚性连接性能研究[D];西安建筑科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡长姣;半刚性连接平面钢框架抗震性能研究[D];河南科技大学;2015年
2 王灿;半刚性连接钢框架结构动力特性与地震响应研究[D];石家庄铁道大学;2015年
3 刘超;基于ANSYS的半刚性连接特高压输电塔结构非线性分析[D];重庆大学;2015年
4 同泽玮;基于半刚性连接的钢折梁—混凝土柱结构计算方法研究[D];燕山大学;2016年
5 冯俊彪;平端板半刚性连接钢框架二阶分析及设计方法研究[D];郑州大学;2016年
6 李鑫海;钢框架梁柱T型钢半刚性连接节点力学性能试验及数值研究[D];广西大学;2016年
7 吴继亮;半刚性连接钢框架有限元分析与二阶近似计算[D];中南大学;2009年
8 宋晓星;半刚性连接钢框架静动力性能分析[D];合肥工业大学;2005年
9 丁国强;半刚性连接空间钢框架二阶弹塑性理论分析研究[D];湖南大学;2005年
10 阎红伟;半刚性连接钢框架节点体系的理论分析与实验研究[D];合肥工业大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978