半刚性连接对有侧移刚架稳定性的影响.pdf

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1、低温建筑技术2010年第5期(总第143期)半刚性连接对有侧移刚架稳定性的影响杨翼宾，于远征，董启明(1．上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院。上海202240；2．中船第九设计研究院工程有限公司，上海2(~40)【摘要】利用半刚性连接的转角位移方程，使用位移法推导了单层单跨刚架发生有侧移失稳时的稳定承载力公式。数值分析结果表明，当节点刚度相对较小的时候，刚架的稳定承载性能受节点刚度的影响而折减很大：当节点刚度与梁线刚度之比等于5时，刚架的屈曲荷载仅为柱两端节点均为刚接情况下，刚架屈曲荷载的75％～

2、95％。由此可见，在刚架的稳定分析和设计中，应考虑半刚性连接对框架柱的不利影响。文章最后给出了设计建议。【关键词】半刚性节点；有侧移刚架；稳定分析【中图分类号】"I1／392【文献标识码】A【文章编号】1001—6864(2o1O)o5—0060—03，】IEE]『】CToFslⅡ一RlG】口['JOINTSON1lmS，】1ABⅡn1YoFs、7l，AY田}IaJGYANGYi．bin，YUYuan．zheng2，DONGQi—mingI(1．SchoolofNavalArchitecture，

3、OceanandCivilEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China；2．ChinaShipbuildingNDRIEngineeringCo．，Ltd，Shanghai200240，China)Abstract：Usingthedisplacementmethod，thesubsequentstudyderivedtherigid—endswayframestabili—tycapacityformula．Thenumb

4、ericalanalyzeshowsthatwhenthejointstifnessisrelativelysmall，theswayframestabilitycapacitycouldbereducedgl~tly：Whenthejointstifnessis5timesasthebeamlinearStiBess，thebucklingloadis75％～95％comparedtothebucklingloadwhenthethejointsalerigid．Thus，itisconclud

5、edthattheefectofthesemi—rigidconnectionshouldbetakenintoaccountinthestabilityanalysisanddesignofthestelframes．Designsuggestionsweregivenintheend．Keywords：semi—rigidjoint；swayframe；stabilityanalysis0引言为了简化分析和设计，通常将框架中的梁柱连接节点视为理想刚接或者铰接。但实际上节点的连接性能通常是半刚性

6、的【lj，采用能够明确考虑连接柔性影响的分析方法才能更接近结构的实际情况[。近年来，半刚性节点影响下框架性能的研究成为了一个热点问题，但是对框架结构整体稳定性方面的研究并不深入。我国《钢结构设计规范》【4J尚无具体图1有侧移刚架的失稳形式的半刚接钢框架稳定设计的计算规定。本文采用转动弹簧模拟梁柱节点的半刚性，使用0Bc=OBA—MB／RB(1)位移法推导了柱脚刚接的单层单跨刚架发生有侧移设k：~／厂而：，忽略刚架中梁的轴力，柱他的失稳时的承载力公式，分析了在梁柱线刚度比不同的转角位移方程可表示为：

7、情况下，节点刚度对结构稳定承载力的影响。MAD=k[s0B一(c+s)p]1半刚性节点有侧移框架的弹性屈曲荷载推导MBA=七。[CB一(c+s)a](2)半刚性节点的柱脚刚接有侧移单层单跨刚架如式中，l0=,5／1，为柱的侧移角，等于柱顶侧向位图1所示。梁柱节点B、c为半刚性，转动刚度分别为移△与柱长度l的比值。B、c。刚架在节点竖向荷载作用下发生有侧移失稳。klsink／。一(kl)coskl。梁和柱之间的相对转角可表示为(图2)。孺杨翼宾等：半刚性连接对有侧移刚架稳定性的影响61(kl)一kl

8、sink／(c+S)0BA一[2(c+s)一(

9、I}z)]』D=0(3)2—-2coskl—-klcsinkl~~横梁BC的转角位移方程为：k。=EIcII。，为柱线刚度。Mac=kb[4(OBA—MBc／RB)+2(cD一cB，c)]Mca=kb[2(OBA—MBclRc)+4(cD—Mca／Rc)](4)(式中，kb=E，b／fb为横梁线刚度。由式(4)可解得MBc和Mca，并代入节点B的平衡图2梁一柱相对转角模型条件MBA+MBc=0；同理，根据节点C的平衡条件cB+Ma)=