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.     

端板连接半刚性节点对多层钢框架设计的影响

我国目前将端板连接按刚性节点进行设计,主要用在单层门式刚架结构中,对多层钢框架由于缺乏计算理论和方法,与实际情况相差很大,特别是对抗震性能的影响很大.针对端板连接节点,采用有限元分析的方法,利用试验和有限元计算得到的节点刚度转角曲线,将半刚性端板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.对比了将端板连接视为刚性和半刚性两种情况下钢框架的内力和变形,在钢框架分析和设计中,应考虑半刚性节点的影响.并给出一些在设计时考虑节点刚度的建议,希望能够对实际工程设计有所助益.     

端板连接节点对门式刚架整体性能的影响分析

传统钢结构设计中将高强螺栓端板连接作为刚性节点,而实际情况下这种连接形式与计算结果有差异.采用有限元方法针对8种不同计算跨度的轻型门式刚架建立了三维整体有限元模型,分析了高强螺栓端板连接的节点刚度对门式刚架内力和位移的影响.计算结果表明,高强螺栓端板连接是一种半刚性连接形式,节点刚度对门式刚架整体结构的内力和变形将产生较大影响,在门式刚架的分析和设计中,应考虑节点半刚性的实际影响.     

外套管式半刚性节点对多层钢框架抗震性能的影响分析

由于缺乏计算理论和方法,大多数半刚性节.4按刚性节点进行设计,与实际情况相差很大.结合外套管式节点拟静力试验得到的初始刚度和弯矩-转角曲线,采用有限元分析的方法,将该节点视为弹簧单元,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:采用外套管式节点连...     

柱与柱法兰连接对多高层钢框架结构性能影响研究

为了研究装配式钢框架结构柱与柱螺栓连接半刚性节点对纯框架整体结构的影响,采用ANSYS有限元分析软件,对8层2跨钢框架整体结构进行了分析,研究了柱与柱半刚性连接钢框架在风荷载作用下的弹塑性性能,得到半刚性柱与柱连接节点对整体结构力学性能的影响规律。由于柱与柱半刚性连接节点的存在,钢框架在变形性能比刚性连接钢框架有一定提高,同时其侧向位移有所增大。对于柱与柱半刚性连接钢框架,由于柱与柱连接节点的柔性影响,会增大整体框架的梁端弯矩。     

钢框架外伸端板连接节点计算方法探讨

由国内外研究成果发现多层钢框架连接节点多处在完全刚性和理想铰接这两种极端情况之间,而我国多层钢框架结构中已开始采用半刚性但是规范尚无相关规定。针对此介绍了半刚性连接的特性和国内外对此类节点提出了标准的构造建议,并对此类端板连接提出了相应的弯矩-转角(M-)曲线形式及简化计算方法,为我国钢结构设计规范关于半刚性端板连接的设计计算方法提供了有益补充。     

端板连接半刚性节点对多层框架设计的影响分析

在对钢结构进行设计的过程中,传统的设计方法是将端板连接按照刚性节点进行设计,且这种设计方法也多被应用在单层门式刚架结构的设计之中,在对于多层钢框架结构进行设计的过程中,如果再将端板连接视为刚性节点,往往不能有效地满足要求,尤其是对于多层钢框架结构的抗震性能会造成重要的影响。将端板连接视为半刚性节点来进行设计,更加有利于多层钢框架结构的设计,因此主要就探讨了端板连接半刚性节点对多层框架设计的影响,以期能够为多层框架结构的设计提供相应的参考。     

Y型偏心支撑半刚性连接钢框架动力性能研究

Y型偏心支撑既能提供足够的弹性刚度,又能使结构具有很好的抗震性能;半刚性节点对钢框架结构的性能影响很大,在进行钢框架结构设计时必须要考虑半刚性的影响。将Y型偏心支撑与半刚性连接结合起来的结构形式是一种新型抗震结构体系。运用结构通用有限元软件MIDAS GEN建立不同连接刚度的半刚性连接Y型偏心支撑钢框架模型。并对其进行模态分析、多遇地震下和罕遇地震下的时程分析,得到各不同连接刚度Y型偏心支撑钢框架的自振周期、层间位移、层间位移角及顶点时程位移曲线。通过对比分析可知,半刚性连接对Y型偏心支撑钢框架的抗侧刚度有很大影响,半刚性连接可以很好地改善结构的抗震性能。Y型偏心支撑与半刚性节点都可以提高结构的抗震性能,两者相结合的结构形式有很好的应用前景。     

半刚性连接框架结构的动力响应分析

半刚性连接框架结构的动力性能和刚性连接框架结构不同.本文采用有限元分析软件ANSYS建立了刚接、半刚接和铰接三种连接形式的10层框架有限元模型,分析了三种连接形式框架的自振周期和在设计反应谱下的层间位移和变形曲线,并对框架结构在两种不同地震动激励下的响应进行分析,得出结论:半刚性连接使结构低阶振型的自振周期显著增加,而对高阶振型的自振周期影响很小,可以忽略;在地震区采用刚接框架结构并不一定是最好的选择.最后给出了半刚性连接框架结构抗震设计的建议.     

钢柱弱轴外伸端板连接静力试验与钢框架抗震性能

为丰富弱轴半刚性连接刚度数据库、研究端板连接节点刚度对钢框架结构抗震性能的影响规律,进行了弱轴端板连接节点的半刚性性能试验研究,得到了连接节点的弯矩-转角关系曲线,并借助有限元分析软件SAP2000对空间钢框架结构进行了抗震性能分析,得到了4个空间结构模型在多遇地震和罕遇地震下的结构时程位移曲线和层间位移角。研究表明:弱轴外伸端板连接节点刚度约为相同尺寸节点强轴方向的30%,节点变形能力较强,具有良好的耗能能力;节点刚度对结构的前三阶周期尤其是基本周期影响很大;端板连接钢框架在小震、大震下层间位移角均能满足规范要求且具有良好的抗震性能和抗连续倒塌能力。     

多层钢框架节点刚度分类方法研究

介绍了一些现有的梁柱节点分类标准,并通过参数分析的方法提出了一个新的多层钢框架结构的节点刚度分类标准.参数包括层数m,跨数n,层高H,跨度L,梁刚度Ib,柱刚度Ic.在计算了288个模型之后,得到了两个包含以上6个参数的表达式.其中一个表示了刚接和半刚接的分界,另一个表示了铰接和半刚接的分界.通过对几个多层钢框架结构静力性能的分析,这一分类标准的有效性得到了证明.与现有的分类标准相比,提供了一个更为合理的分类标准.     

钢结构半刚性端板连接的设计方法与应用

针对我国多层钢框架结构中已开始采用半刚性节点而规范尚无相关规定的现状 ,介绍了半刚性连接的特性和国外常用半刚性端板连接的设计方法 ,分析总结了目前半刚性连接的研究和应用中存在的问题     

多高层钢框架梁柱半刚性连接性能

对多高层钢结构框架梁柱半刚性连接的形式之一——外伸端板高强螺栓节点连接的受力性能及设计方法进行了介绍和分析,认为初始连接刚度仅与节点的构造形式有关,并总结了梁外伸端板厚度的计算方法.     

钢结构半刚性端板连接弯矩-转角曲线简化计算方法

结合已有研究成果及国外规范的建议,对应用于多层钢框架中的半刚性端板连接梁柱节点提出了标准构造建议,并针对此类端板连接提出了相应的弯矩—转角(M-φ)曲线形式及简化计算方法。通过将计算结果与相关试验结果对比,证明了该方法能够较好地计算端板连接的弯矩—转角(M-φ)全曲线,特别是能够非常准确地计算端板连接在节点弯矩小于节点抗弯承载力设计值时的节点转角,从而能够很好地满足结构设计的要求;且该方法计算过程简单,可操作性较强,方便实际应用,为我国钢结构设计规范关于半刚性端板连接的设计计算方法提供了有益补充。     

Seismic evaluation of reduced beam section frames considering connection flexibility

In the present article, the seismic performance of frames with reduced beam section (RBS) connections is evaluated. A key purpose of this study is the inclusion of connections flexibility in the seismic performance of RBS frames. Almost in every research projects carried out on seismic performance and design of RBS frames, the beam‐to‐column connection is typically assumed as fully rigid. The results of nonlinear finite element analysis performed on investigating the local performance of RBS connection reveal that they are within the American Institute of Steel Construction‐defined semirigid connections. Three building frames, including 4, 8 and 16 stories considering the semirigid connection as well as fully rigid connection, are considered. A numerical study of the overall seismic response of the building frames subjected to near as well as far field earthquake ground motions using nonlinear static and/or nonlinear dynamic analysis is presented. Results in terms of inter‐story drifts, total drifts, story shears and shear deformation in panel zone indicate that overlooking the flexibility of beam‐to‐column connections may lead to erroneous conclusions and unsafe seismic behavior that subsequently become significant in some cases. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

多层钢框架半刚性端板连接的循环荷载试验研究

为研究多层钢框架半刚性梁柱端板连接的抗震性能,对8个不同构造端板连接足尺试件进行了循环荷载试验研究, 分析了端板厚度、螺栓直径、端板外伸加劲肋、柱腹板加劲肋、平齐式和外伸式等因素对节点承载力、转动刚度、极限转动 能力、耗能能力、延性和极限破坏状态的影响。试验结果表明,半刚性梁柱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。根据试验结果及相关分析,提出了多层抗震钢框架中端板连接的标准构造为:两端外伸,设置柱腹 板加劲肋和三角形端板加劲肋,柱翼缘在端板外伸边缘上下各100mm范围内局部加厚,厚度与端板厚度相同。对提高端 板连接节点的抗震性能提出了宜采用大直径螺栓、中等厚度端板的设计建议。本文还在"强节点,弱构件"抗震设计一般原 则的基础上提出了"强连接,弱板件"的端板连接抗震设计概念。     

基于拟力法的框架结构静力弹塑性分析

针对拟力法仅在刚性连接钢框架中应用的现状,根据钢筋混凝土框架以及半刚性连接钢框架的受力特点,并基于拟力法的基本假定与思路,得出了钢筋混凝土结构中塑性铰和半刚性连接钢框架中连接的弯矩-相对转角关系,从而推导并获得了拟力法在框架结构静力弹塑性分析中的通用公式。通过与有限元理论计算结果的比较,表明基于拟力法的框架结构静力弹塑性分析方法在应用于各类框架结构时都有着较高的精度,从而为将基于拟力法的动力弹塑性分析包括地震能量分析拓展到钢筋混凝土框架结构以及半刚性连接钢框架结构中奠定了基础。     

Second-Order Elastic-Plastic Analysis of Multistory Building Frames by Marching Technique

In two previous papers, second-order elastic analysis of multistory building frames by marching technique [1] and elastic-plastic analysis of rectangular frames [2] have been dealt with. The algorithms described in those two papers are now combined into an efficient computer program for conducting the elastic-plastic analysis of multistory building frames by marching technique. With this program, the response of a multistory building frame, subjected to uniform loads on the beams and lateral loads at the floor levels, may be traced from the service load condition to proportionate overloads until collapse through sequence of formation of plastic hinges. Because & am spans are not divided into elements in the analysis, plastic hinges are assumed to remain at the same locations once they are installed on them. Consequently, moments in beams may later exceed slightly the plastic moment capacity. It is believed that the algorithm is useful to form a basis for further investigations, such as considerations for more than the two essential second-order effects, or for effects of semirigid beam-to-column connections and of axial force on the plastic moment capacity.     

半刚性连接钢框架水平侧移的简化计算

以一榀半刚性钢框架模型为例,在某些假定条件下,导出了其在水平荷载作用下的弹性侧移公式,并与刚性钢框架在水平荷载作用下的侧移公式进行比较,引入框架梁名义线刚度的概念,提出了在半刚性钢框架设计中采用框架梁名义线刚度来考虑连接初始刚度对框架水平侧移的影响.