半刚性连接节点刚度对门式刚架结构弹性分析影响研究

传统的分析和设计方法都将梁柱连接节点处理成理想的刚接或铰接,然而实际工程中的连接节点的受力性能总是介于这两者之间,属于半刚性连接。本文研究半刚性连接的节点转动刚度对门式刚架内力分布和结构位移的影响,并得到了一些有益结论。     

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.     

增强门式刚架节点刚度的研究

门式刚架作为经典受力体系,以单榀刚架受力性能的可靠性为基础,而门式刚架梁柱节点的刚性连接是组成刚架的基础,所以梁柱节点的刚度对刚架至关重要。在新规程实施以前,老规程对梁柱节点的刚度并没有明确要求,以致有些设计的节点达不到刚性节点要求。结合工程实例提出整改方法,取得了良好效果,同时对如何增强节点刚度进行分析探讨。     

新型弦支刚架结构体系的设计与分析

结合某一实际工程,在对比研究梁柱节点连接形式对弦支刚架结构性能影响的基础上,确定了梁柱节点采用刚性连接的形式。针对风吸荷载较大的情况,分析了弦支刚架的预应力设计方法。鉴于弦支刚架的梁柱-拉索节点受力复杂,设计了补强型梁柱-拉索节点,并建立有限元模型分析其力学性能,验证了补强型梁柱-拉索节点受力的合理性。通过分析弦支刚架的整体力学性能,得到其力学分布规律,同时分析结果还表明,弦支刚架的刚度大,结构变形小。对比弦支刚架与普通门式刚架在相同荷载下的内力表明,相对普通门式刚架上弦梁的跨中弯矩,弦支刚架上弦梁的跨中弯矩减小了69.35%。     

半刚接刚架内力性能分析

在节点半刚性连接的线性化模型基础上,对工程中常用的4种类型半刚接刚架进行了内力分析,推导了刚架杆端弯矩的计算公式。对传统刚接刚架计算弯矩值用乘以弯矩系数的方法进行修正,得到半刚接刚架弯矩值,可应用于工程设计。分析结果表明,随着刚度比增大,节点约束程度减弱,刚架横梁跨中弯矩增大,梁端弯矩减小,节点半刚性对刚架受力性能有明显影响,在刚架分析和设计中应加以考虑。     

半刚性门式刚架抗风可靠性研究

采用转动弹簧形式模拟半刚性梁柱连接节点,选取典型门式刚架结构作为研究对象建立有限元模型,应用ANSYS参数化语言(APDL),编写了基于拉丁超立方抽样法的蒙特卡洛随机有限元程序,对节点转动刚度不同的半刚性门式刚架进行了抗风可靠性分析,得出了结构可靠度指标与节点转动刚度之间的关系,根据计算结果提出供实际工程应用的设计建议...     

半刚性连接梁柱钢框架的二阶效应分析

基于大位移小应变理论,并结合常用的单元转角位移方程推导出半刚性连接梁柱的几何增量刚度矩阵,提出了一种针对半刚性梁柱节点连接钢框架的二阶效应的分析模型,运用该分析模型可求解出半刚性连接梁柱的大位移小应变增量杆端力—位移方程。编制了考虑二阶效应算例分析程序,计算结果表明:在进行半刚性框架的内力分析时采用该增量刚度方程可以充分考虑二阶效应的影响。     

端板节点刚度对门式刚架建筑可靠性鉴定的影响

门式刚架是轻型钢结构的典型代表,端板连接是梁柱节点的常见形式,端板连接的刚度极大的影响门式刚架整体结构的内力及位移.分析了端板节点刚度对门式刚架结构可靠性鉴定的影响,并对在实际检测鉴定过程中合理的考虑端板节点转动刚度提出建议.     

门式刚架中半刚性节点的性能探讨

本文对半刚接门式刚架采用有限单元法进行了分析,研究过程考虑了端板连接节点的半刚性以构件的几何非线性,探讨了半刚性节点和刚性节点对门式刚架内力和位移的影响。     

门式刚架中半刚性节点的性能探讨

对半刚接门式刚架采用有限单元法进行了分析,研究过程中考虑了端板连接节点的半刚性以及构件的几何非线性,探讨了半刚性节点和刚性节点对门式刚架内力和位移的影响。     

门式刚架半刚性节点的试验研究及有限元分析

门式刚架结构是目前国内外单层工业厂房及单层大跨民用建筑中应用最广泛的结构,转角节点是门式刚架的主要连接部分,其连接性能将直接影响到门式刚架结构在荷载作用下的整体行为.同时,该类节点的构造特点也决定了其刚度特征为半刚性.本文将通过数值模拟和试验方法,就不同标准的梁柱腹板高厚比、翼缘外伸宽厚比以及转角节点区高宽比的门式刚架转角半刚性节点进行系统的研究.建立了三折线弯矩-转角模型,得出了弯矩-转角关系曲线表达式.     

门式刚架半刚性节点连接性能研究

门式刚架中普遍采用的端板类连接是典型的半刚性节点连接。采用转动弹簧模拟端板连接节点的半刚性,推导了半刚性连接在荷载作用下的内力计算式;讨论了半刚性连接对门式刚架内力的影响;对02SG518-1《门式刚架轻型房屋钢结构图集》给出的门式刚架横梁截面,通过数值计算,比较了其在半刚性连接和刚性连接时的内力。分析表明,半刚性门式刚架受连接柔性的影响,会使斜梁的杆端负弯矩减小,而跨中正弯矩相应增加,按刚性连接设计不符合实际受力情况,其结果将高估由梁端传到柱的负弯矩而低估梁的跨中正弯矩,门式刚架的半刚性连接对结构受力有明显影响,在分析和设计中,应考虑半刚性的影响。提出的方法计算工作量少,方便实用。     

半刚接门式刚架的性能探讨

采用有限单元法对有吊车的单跨和双跨半刚接门式刚架进行了研究 ,分析中考虑了端板连接节点的半刚性和构件的几何非线性 ,探讨了节点半刚性对门式刚架内力和位移的影响 ,并给出了设计建议。     

半刚接门式刚架在高温下的整体结构非线性有限元分析

应用有限元程序对半刚接门式刚架在高温下的受力性能进行了整体结构非线性分析。计算结果表明:随着温度的升高,节点的刚度不断下降,当节点的刚度下降到不能约束与其连接的梁柱构件时,结构将发生突然坍塌性破坏;由于在高温下钢材的屈服强度下降较快,半刚性连接性能虽然能使梁柱节点处的受力性能改善,但不能提高整体结构的临界温度。     

某工程多跨门式刚架梁柱端板式连接节点的设计

CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(2012版)增加了7.2.21款条文,要求对轻型门式刚架梁柱端板式连接节点,按理想刚接进行设计。该规程针对单跨门式刚架和中柱为摇摆柱的多跨刚架的情况作了详细说明,但在很多情况下,中柱为非摇摆柱的多跨轻型门式刚架常被采用。采用CECS 102∶2002(2012版)和欧洲规范规定的准则,结合合肥某工程多跨轻型门式刚架,验算了中柱、边柱与横梁连接的受力和节点整体转动刚度。结果表明:中柱与横梁的连接节点较难满足理想刚接的要求,为保证刚架安全,应严格按照规程7.2.21款设计刚架边柱节点。利用MIDAS GEN程序验算了中柱与横梁连接节点不同相对刚度下的刚架内力和变形,发现其对内力的影响较小,对柱顶水平位移的影响较大。本工程按照MIDAS的计算结果,忽略中柱节点半刚性对刚架内力的影响,仅对柱顶水平位移进行修正。     

半刚性连接钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

通过对半刚性连接框架-钢板剪力墙结构在水平反复荷载作用下的试验研究,得到了结构的滞回曲线、延性指标、水平刚度、梁柱应变、转角及各关键部位的变形。从耗能能力、刚度退化、承载力、延性等方面分析该种结构的抗震性能和耗能机理;依据应力分布、梁柱转角研究半刚性节点与钢板剪力墙的相互影响效果;分析结构的内力转换和破坏模式。结果表明：该结构具有良好的延性和耗能性能;半刚性节点在反复荷载作用下没有明显变形,节点刚度退化小,框架和钢板剪力墙协同工作良好;梁柱半刚性连接弱化了结构的整体刚度,框架自身承担的水平荷载有限;破坏模式为内填钢板剪力墙局部撕裂,拉力带作用明显,钢框架柱脚及梁柱半刚性连接部位形成塑性铰,框架整体呈弯曲破坏模式。图12表4参10     

上下翼缘角钢半刚性连接性能的图表分析法

半刚性连接是目前高层钢结构建筑中常用的一种梁柱连接形式。采用三参数幂函数模型确定连接的弯矩—转角关系,推导上下翼缘角钢梁柱半刚性连接的初始刚度公式和极限弯矩公式。通过一系列的图表对影响上下翼缘角钢半刚性连接节点的初始刚度和极限抗弯承载力的主要因素进行理论分析,与试验结果吻合较好,为半刚性连接节点的分析设计提供参考。     

上下翼缘角钢半刚性连接性能的图表分析法

半刚性连接是目前高层钢结构建筑中常用的一种梁柱连接形式.采用三参数幂函数模型确定连接的弯矩-转角关系,推导上下翼缘角钢梁柱半刚性连接的初始刚度公式和极限弯矩公式.通过一系列的图表对影响上下翼缘角钢半刚性连接节点的初始刚度和极限抗弯承载力的主要因素进行理论分析,与试验结果吻合较好,为半刚性连接节点的分析设计提供参考.     

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.     

胶合木框架梁柱半刚性连接计算

胶合木结构梁柱在受力时具有明显的半刚性特性,本文在经典力学假定条件下,根据半刚性连接理论给出了在任意荷载作用下胶合木结构半刚性连接框架梁柱单元杆端刚度矩阵和弯矩计算公式;通过sap2000采用上述弹簧单元对中加某胶合木框架结构进行了数值模拟。结果表明在柔性系数μ为0.41~0.82时各构件计算内力与原设计内力基本一致。建议在实际计算时,应考虑框架半刚性连接,并给出相应内力计算方法,为今后木结构设计计算考虑半刚性连接提供依据。