半刚性钢框架抗震性能研究.pdf

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1、74低温建筑技术2010年第8期(总第146期)半刚性钢框架抗震性能研究阮宗波，叶朋飞(西安建筑科技大学。西安710055)【摘要】通过对Kishi—Chen幂函数模型的理论分析，并结合规范，提出了改善双腹板顶底角钢连接形式钢框架抗震性能的方法。并利用ANSYS对此进行了验证，为半刚性连接钢框架的设计提供参考。【关键词】半刚性钢框架；滞回曲线；双腹板角钢【中图分类号】TU392【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2010)08—0074—03在钢框架分析中通常采用刚性连接或铰连接模型，其增大。值越大，连接形式的滞回曲线的面积

2、愈大。目的就在目的是为了简化分析和设计过程，而实际上所有的连接在于得到最大的R值。荷载作用下都会展出一定的柔性，因此其本质上都是属于公式(1)右端第一项表现为顶底角钢的计算，第二项表半刚性的⋯。国内外相关规范条文和研究成果都反映了在现为腹板角钢的计算，两者可以独立考虑。计算比较后发半刚性连接方面的研究成果】。我国规范GbSO017也列现：g。、g，愈小，第一、二项的值愈大。出了“半刚性连接”这一连接类型，要求在内力分析时根据gl=g．一W／2一t,／2(4)连接的弯矩转角特性曲线考虑连接变形的影响』。g3=g一W／2一t,／2(5)通过

3、对单腹板角钢连接、双腹板角钢连接、顶底角钢连具体符号含义参见文献[10]。接、带双腹板的顶底角钢连接四种不同连接方式的钢框架在选定角钢类型后，g。和g即为已知，那么在公式进行大量的数值计算和有限元分析后发现，对于相同的梁(4)、(5)只要使其W、t和W、t取值最大，贝IJg．、g3最小。但柱截面采用带双腹板的顶底角钢连接的钢框架的滞回曲线最为饱满，抗震性能最佳]。此种连接形式在工程实践中是g。的取值还必须考虑公式(2)中的变化。不受影也有广泛应用，但使其发挥最佳抗震性能的设计方法设计响。g计算中、t。的取值须考虑公式(2)、(4)；g3

4、的117、t．甚少。只需考虑公式(5)。通过大量的数值计算和有限元分析后本文通过对带双腹板的顶底角钢连接理论公式的分发现，随着连接角钢的连接长度的增大，相应增大。随着析，提出了此种连接形式发挥最佳抗震性能的设计方法，并连接角钢的钢材牌号的提高，框架的抗震性能也有很大的以ANSYS软件为平台，采用弹簧单元COMBIN39模拟连提高。接，并结合BEAM188单元，对此方法进行验证，证实了其可4算例及分析行性。1采用连接的M一0，模型表1模型尺寸和材料属性本文的半刚性连接采用Kishi—Chen三参数幂函数模型：丝丹：”R[1一(M／M)“]

5、‘“式中，R为初始连接刚度；Oo为连接极限弯矩的初始塑性转角，oo=M／R；n是M一曲线的形状参数。形状参数取值参见文献[7]、[8]注：粱长3m，柱高2m，螺栓等级10．9。螺栓直径：12，16mm顶底角钢长150mm，2带双腹板角钢的顶底角钢连接方式的计算公式腹板角钢长250一。儿一等0，=一g(g+0．78t)+’g(g；+0．72)㈩、算例假定了梁截面，同时选定了角钢类型。根据以上设计步骤选取了两种螺帽直径21、2"／mm及三种角钢厚度()+()一l=0(2)5、6、7mm来进行比较。计算后数见表2。M=M+。+d2+2Vd

6、(

7、3)采用Kishi—Chen幂函数模型模拟连接M一0特性，根具体符号含义参见文献[10]。据所得的初始连接刚度R极限弯距形状参数n，即可3对理论公式的分析及提出设计方法进行对应的M一0，数据的提取。列出并绘制M一0曲线如图通过Kishi—Chen幂函数模型的一曲线表现为单调1、图2。递增，根据公式若0为固定值，则随着的增大，值相应采用ANSYS弹簧单元COMBIN39模拟连接，并结合76低温建筑技术2010年第8期(总第146期)顶部推力下风力发电机塔筒可靠性设计阳平，程忠庆，姜海波(海军T程大学天津校区海军节能技术研究中心．河北塘沽3

8、00450)【摘要】对风力发电机塔筒在顶部水平推力作用下的可靠性进行了分析。采用Jc法计算了塔筒的可靠指标；计算过程中，使用牛顿迭代法以提高收敛速度。选用焊接钢管作塔筒，在塔筒高度固定的前提下，依据国家标准规定的钢管尺寸，计算了可靠指标，确定了满足可靠性要求的塔筒最佳尺寸。【关键词】塔筒；可靠性；JC法；牛顿迭代法【中图分类号】TU392【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2010)08—0076—02随着经济、技术的发展，风力发电因其对环境无污染及风以塔筒顶部受到恒定的水平集中力F作用这一情形为能的可再生性，得到广泛的应用

9、。塔筒作为风力发电机的支例分析。由材料力学和结构可靠性原理相关知识，建立塔撑结构，是保证风力发电机正常运行的重要构件。塔筒的可筒抗弯可靠性的功能函数：靠性直接关系到风力发电机的可靠性。因此，在风力发电机z=