梁柱半刚性连接对钢结构整体抗震性能的影响研究

本文研究空间钢结构力学模型中,梁柱之间纯刚性连接和不同程度的半刚性连接对整体结构抗震性能的影响.以一阶横向振动周期、结构梁柱轴力比和层间位移限角为评价指标,在实测地震波的激励下,采用ANSYS软件分析横向弯曲和轴向扭转刚度对塔形钢结构整体抗震性能的影响.仿真分析表明,横向弯曲刚度对结构抗震性能的影响显著,从而为钢结构建筑的设计和分析提供参考.     

Large Deflection Stability of Slender Beam-Columns with Semirigid Connections: Elastica Approach

The large-deflection elastic analysis of slender beam-columns of symmetrical cross sections with semirigid connections under end loads (forces and moments) including the effects of out-of-plumbness is developed in a classical manner. The classical theory of the “Elastica” and the corresponding elliptical functions are utilized in the proposed method which can be used in the large-deflection stability analysis of slender beam-columns with rigid, semirigid, and simple connections under any combination of end loads (conservative and nonconservative). The proposed method consisting of a closed-form solution of the Elastica can also be utilized in the large deflection analysis of beam-columns whose connections suffer from flexural degradation or, on the contrary, flexural stiffening. The main limitation of the Elastica is that only flexural strains are considered (the effects of axial and shear strains are neglected). Therefore results from the proposed method are theoretically exact from small to very large curvatures and transverse and longitudinal displacements for plane beam-columns under bending actions. The large-deflection analysis of a beam-column with flexible connections at both ends becomes a complex problem requiring the simultaneous solution of at least two highly nonlinear equations with elliptical integrals. The solution of this problem becomes even more complex when the end connections are nonlinear or the direction of the applied end load changes (like “follower” loads). The validity and effectiveness of the proposed method and equations are verified against available solutions of very large deflection elastic analysis of beam-columns. Four comprehensive examples are included for verification and easy reference.     

半刚性节点形式研究现状

《钢结构设计规范中》提出要考虑半刚性节点的连接变形影响,但并未给出理论公式。针对半刚性节点工字钢柱-工字钢梁,方钢管柱-工字钢梁这2种半刚性节点,对节点的连接形式和理论研究归纳总结,为我国的钢结构设计规范的修订提供参考。     

节点刚度对多层平面钢框架抗震性能的影响分析

工程中多层钢框架结构经常采用半刚性连接形式,将半刚性连接节点视为弹簧单元,通过有限元软件A nsys建模进行分析.研究了节点刚度对多层钢框架结构动力性能的影响,结果表明,采用半刚性连接的钢框架结构,相对于理想刚接的情况,结构的自振周期和振型都有很大变化,在地震作用下结构的底部剪力明显减小,动力响应变化很大.     

钢结构半刚性端板连接梁柱节点抗震性能分析

为了研究多层钢框架半刚性梁柱端板连接的抗震性能,利用大型有限元软件ANSYS,在验证有限元程序有效性的基础上,考虑几何非线性、材料非线性和状态非线性对两组不同构造的端板连接进行了单调和循环荷载作用下的有限元计算,分析了端板高度、螺栓排列、螺栓直径等因素对梁柱节点滞回性能的影响及节点承载力、初始转动刚度、极限转动能力、耗能能力和延性的影响.有限元计算结果表明,设计合理的两端外伸式半刚性端板连接具有良好的延性和耗能能力,可以应用于多层抗震钢框架中.     

钢结构半刚性端板连接梁柱节点抗震性能分析

为了研究多层钢框架半刚性梁柱端板连接的抗震性能,利用大型有限元软件ANSYS,在验证有限元程序有效性的基础上,考虑几何非线性、材料非线性和状态非线性对两组不同构造的端板连接进行了单调和循环荷载作用下的有限元计算,分析了端板高度、螺栓排列、螺栓直径等因素对梁柱节点滞回性能的影响及节点承载力、初始转动刚度、极限转动能力、耗能能力和延性的影响。有限元计算结果表明,设计合理的两端外伸式半刚性端板连接具有良好的延性和耗能能力,可以应用于多层抗震钢框架中。     

半刚性端板连接多层钢框架地震反应的弹性时程分析

由于缺乏计算理论和方法,大多数半刚性节点按刚性节点进行设计,与实际情况相差很大.本文采用有限元分析的方法,将半刚性连接节点视为弹簧单元,通过通用有限元软件ANSYS建立有限元模型进行时程计算分析,研究了节点刚度对多层钢框架结构抗震性能的影响.计算结果表明,采用了半刚性连接的钢框架结构,相对于理想刚接的情况,结构的自振周期和振型都有很大变化,在地震作用下结构的底部剪力明显减小,动力响应变化很大.在钢框架分析和设计中,应考虑半刚性节点的影响.     

节点刚度对多层钢框架静力性能的影响分析

由于缺乏计算理论和方法,大多数半刚性节点按刚性节点进行设计,与实际情况相差很大.介绍了实际工程中多层钢框架结构经常采用的半刚性连接形式;采用有限元分析的方法,将半刚性连接节点视为弹簧单元;通过通用有限元软件Ansys建立有限元模型进行计算分析,研究了节点刚度对多层钢框架结构变形和内力的影响.计算结果表明,采用了半刚性连接的钢框架结构,相对于理想刚接的情况,结构的内力和变形都有很大变化.在钢框架分析和设计中,应考虑半刚性节点的影响.     

上下翼缘角钢半刚性梁柱节点的力学性能研究

上下翼缘角钢梁柱节点是一种典型的半刚性梁柱节点。其节点各个组成部分的几何参数变化将导致其力学性能发生改变。采用非线性有限元分析方法,对这种节点进行精细模拟,从而得出影响其力学性能的主要参数。     

半刚性基层沥青路面反射裂缝的成因与防治

阐述了半刚性基层沥青路面反射裂缝在我国的现况，并就其形成机理以及主要影响因素作了分析，提出了防治裂缝的相应措施，以最大限度地减少路面反射裂缝的产生。