半刚接钢框架柱计算长度系数及结构性能研究

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1、摘要钢框架梁柱连接的约束条件大多数介于完全刚接和理想铰接之间。从设计角度看梁柱连接可划分为刚接，半刚接和柔性连接三种。连接的性能可用其弯矩一转角曲线表示。而半刚接框架柱计算长度系数与很多因素有关，本文从柱计算长度的物理意义入手，考虑剪切变形对半刚接框架的影响，以部分框架作为分析单元，在柱计算长度系数修正公式的基础上，通过具体算例，分别按无侧移和有侧移两种情况进行考虑，节点分别采用了外伸端板连接、双角钢腹板连接、顶底翼缘角钢连接三种不同的半刚接形式，比较了考虑剪切变形与刚性连接框架柱计算长度系数的改变情况。特别针对外伸端板连接形式，通过不断改变端板厚

2、度，得出随着端板厚度的增大，柱计算长度系数逐渐减小的结论。端板厚度逐渐增大，考虑剪切变形有侧移半刚接钢框架柱计算长度系数逐渐减小且减幅很大，分析减幅情况，得出梁上、下端线刚度和与柱计算长度系数关系的表达式并拟合出曲线。顶底翼缘角钢连接是钢框架梁柱连接节点的常用形式之一，其半刚性对结构性能产生影响，使结构的分析计算与结构实际情况不符。本文采用有限元软件ANSYS对一两跨五层的半刚性钢框架进行分析，通过不断改变梁柱节点的转动刚度来考察半刚性连接框架在外荷载作用下的性能，研究项底翼缘角钢连接形式对半刚性钢框架周期、位移、稳定性能的影响情况，并将计算结果与

3、相应的刚性连接钢框架进行比较分析，得出半刚性连接对钢框架结构性能的影响，将影响引入结构设计中将与结构实际工作状态更相符，使结构设计更经济、更合理。最后，根据自己的研究情况，详细总结了得到的结论，对半刚性钢框架下一步的研究工作提出了展望。关键词：半刚性连接；剪切变形；计算长度系数；无侧移；有侧移；结构性能AbstractBeam-columnconnectionsofsteelframeconstraints，mostoftherangeoffullyarticulatedbetweenthen百dandideals．Beam·columnconne

4、ctionfromthedesignpointofviewcallbedividedintorigid，semi—rigidandflexibleconnectivityofthree．Canbeusedtoconnecttheperformanceofitsmoment·rotationcurves．Semi—rigidframecolumncalculatethelengthofcoefficientandalotoffactors．111ispaperstartfromthephysicalmeaningofColumntengtll’con

5、sideringthesheardeformationimpactedonthesemi-rigidframework．Tousepartoftheframeworkastheanalysisunit,inthecolumncoefficientofcorrectionformulaforcalculatingthelengthofthefoundation．Throughconcreteexamples，respectiveonanon—swayandswayaretwosituationstoconsider,nodeshaveadoptede

6、xtendedend-plateconnections，doubleanglewebconnections，topandbottomflangeangletoconnectthreedifferentformsofsemi-rigid．Comparedconsideringsheardeformationandrigidframecolumnstoconnectthechangeinthecalculationofthelengthfactor．Specificallydirecttotheformofextendedend—plateconnec

7、tions，bychangingthethicknessofendplate，obtainresultswiththeendplatethicknessincreases，thecolumngraduallydecreasedcoefficientofcalculatingthelengthoftheconclusions．End-platethicknessincreasesgradually,consideringsheardeformationswaysemi-rigidsteelframecolumngraduallydecreasesan

8、dthecalculationoflengthofthecoefficientofreductionoflarge．Ana