半刚接门式刚架在高温下的整体结构非线性有限元分析.pdf

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1、第37卷第1期四川建筑科学研究2011年2月SiehuanBuildingScience75半刚接门式刚架在高温下的整体结构非线性有限元分析何余良，徐伟良(1．杭州市市政公用建设开发公司，浙江杭州310000；2．浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州310000)摘要：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。关键

2、词：半刚接；门式刚架；有限元；刚度；临界温度中图分类号：TU328文献标识码：A文章编号：1008—1933(2011JO1—075—04Nonlinearfinite—elementwholestructureanalysisofsemi-rigidgabledframeinhightemperatureHEYuliang．XUWeiliang(1．HangzhouMunicipalPublicalConstructionExploitCompany，Hangzhou310000，China；2．CollegeofArchitectural&CivilEngineering，

3、ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310000，China)Abstract：Thepaperhasnonlinearfinite-elementwholestructureanalysisofsemi·rigidgabledflameinhigIltemperaturebyfiniteelementsOftware，drawthefollowingconclusions：theconnectedrigiditydecreaseswithtemperatureelevated，whentheconnectedrigiditycalla

4、’trestrainthebeamandthecolumn，thejointdestroyssuddenly；whentheconnectionissemi—rigid，thesemi—rigidcanimprovethemaehanicalproperty，butthebucklingstrengthofthesteeldecreaseveryfastatelevatedtemperature，theimprovementoftheconnectedmaehaniealpropertycan’tincreasethecriticaltemperatureaboutsingle

5、-spangabledframe．Keywords：semi—rigid；gabledframe；rigidity；finiteelement；criticaltemperature化，梁柱采用两节点梁单元BEAM188；梁柱之间的O引言连接关系用非线性弹簧单元COMBINE39。这样，在传统的门式刚架结构分析和设计中，往往把既可以降低计算难度，减少单元数量，又可以将连接连接节点简化为完全刚性或者理想铰接两种情况进节点的非线性特性考虑在整体结构计算模型中，王行考虑，而这与实际上的节点半刚性连接不相符。兴武[1采用此类方法模拟梁柱节点，获得了较好的半刚性连接的载荷与变形之间存在着

6、复杂的非线性效果。关系，特别是在高温下节点受力状态的复杂性，确实1门式刚架整体结构分析有限元模会对整体结构的受力性能产生很大影响。因此，为了更准确地进行整体结构受力性能的数值模拟，不型能简单地将其中的连接节点简化为刚接或铰接。1．1材料本构模型本文尝试用有限元分析程序ANSYS中的弹簧分析模型中的梁、柱在常温下的弹性模量均为单元模拟门式刚架梁柱端板连接节点的弯矩一转角2．o6MPa，泊松比为0．3，但在高温下，结构钢的(M一0)非线性关系，以对梁柱端板连接节点进行简弹性模量和屈服强度采用欧洲钢结构协会(ECCS)建议的计算公式：知／f,=1+—_二收稿日期：2009—11—11

7、作者简介：何余良(1977一)，男，浙江杭州人，硕士，工程师，研究方7671“向为钢结构及大跨度结构。E—mail：hyliangS8888@163．conO℃≤~<600℃(1)76四川建筑科学研究第37卷相关尺寸参数按下列常用数值取用：跨度20m，柱f，，m8(卜)距6m，檐口高度6m，屋面坡度1：10，屋面均布荷y．r+_载g=10kN／m。柱尺寸H400in／nx200mm×8mm600℃