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T型钢半刚性连接节点的性能研究

胡习兵  
【摘要】:在传统的钢框架结构设计中,人们通常将梁柱节点连接假设成完全刚接或理想铰接,以方便计算。事实上,大部分梁柱节点的连接性能介于两者之间,属于半刚性连接节点的范畴。大量的研究表明,节点的半刚性对钢框架的内力、位移和结构的极限承载力的影响相当大,不容忽视。 针对实际工程中所采用的一种半刚性连接节点—T型钢连接梁柱节点,本文进行了极限承载力计算,通过比较节点各组成部件所能承受的极限荷载值,选取其中的最小值作为节点的极限承载力,并用此方法计算了6个不同的节点模型。在此基础上,本文分析与计算了T型钢连接节点的弯矩.转角关系,通过采用已有的三参数模型,对上述6个不同节点模型进行了弯矩.转角关系的模拟和计算。以上计算分析表明:T型钢连接梁柱节点是一种半刚性连接节点,其极限承载力和初始刚度受到节点多个组成要素的影响。同时,本文借助于空间非线性有限元方法,研究了节点各参数对节点极限承载力和连接刚度的影响,结果表明:柱翼缘厚度、T型钢翼缘厚度和连接螺栓竖向间距对节点性能影响较大,而柱腹板、T型钢腹板以及连接螺栓水平方向间距对节点性能影响较小。根据节点的半刚性特点,本文还对半刚性连接的平面钢框架进行了理论分析,推导了半刚性连接平面钢框架的刚度矩阵和半刚性连接梁单元的固端弯矩计算公式,并对半刚性连接平面钢框架的内力和水平位移计算提出了简化计算方法。算例结果表明,本文方法是可靠的,可供工程设计人员参考。根据以上分析和计算,本文对T型钢连接梁柱节点的设计提出了建议。


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