半刚性端板连接节点性能的非线性有限元分析.pdf

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1、四川建筑科学研究第37卷第5期4SichuanBuildingScience2011年10月半刚性端板连接节点性能的非线性有限元分析徐伟良，方垒(浙江工业大学，浙江杭州310014)摘要：采用三维接触单元来模拟端板与柱翼缘的接触面，预应力单元来模拟螺栓的预拉力，对半剐性端板连接节点性能进行了非线性有限元分析。计算结果的比较分析表明，节点域加劲肋、端板加劲肋、端板厚度、螺栓预拉力、应力集中等因素对半刚性端板连接节点域的受力性能均有较大影响。建议在设计中采取相应构造措施，考虑端板节点半刚性的不利影响。关键词：端板连接节点；半刚性；9／-伸式；节点域；有限元分析中图分类号：TU392．5文献

2、标识码：A文章编号：1008—1933(2011)05—0O4—04Nonlinearfiniteelementanalysisforthebehaviorofsemirigidend—plateC0nneCnonXUWeiliang．FANGLei(ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China)Abstract：Thecontactsurfacebetweenend-plateandcolunmflangeissimulatedbythe3dcontactelement，andthebeltprestressissimulat

3、edbytheprestresselement．Thenonlinearfiniteelementanalysisforthebehaviorofsemirigidend-plateconnectioniscarriedon．Comparativeanalysisofcalculatedresultshasshowedthatthestifenerribsinthenodezoneandtheend-plate，theend—platethickness，theinitialstressintheboltandthestressconcentratehaveaconsiderablee

4、fectonthemechanicalbehaviorofthenodezoneinthesemirigidend·plateconnection．Thus，wesuggestthatcorrespondingconstructionmeasuresmustbetakeninthedesigninordertoavoidthedisadvantageousefectsofthesemi—rigidconnection．Keywords：end-plateconnections；semi-rigid；extended；nodezones；finiteelementanalysis体系的安

5、全可靠性，有必要在分析和设计中考虑节0引言点半刚性连接的影响。虽然，新修订的我国在现行钢结构的分析和设计中，为了简化计算，GB50017《钢结构设计规范》在条文中首次提到“半钢框架的梁柱节点连接被假设成完全刚接或理想铰刚性连接”的概念，但并未提出有关这类结构分析接uJ。但是，按完全刚接分析势必高估了梁柱节点和设计的具体准则J。近年来，在半刚性连接非线约束的作用，偏于不安全；而按理想铰接分析则忽略性性能和半刚性连接钢框架结构分析方法的研究方了梁柱节点约束的有利作用⋯。试验结果已经表面，国内外不断有论文加以探讨。如国内外研究者明，钢框架的实际梁柱连接性能总是介于完全刚采用各种方法，对不同类

6、型半刚性连接的非线性性接和理想铰接的极端情况之间，其弯矩与转角呈非能做了大量的理论与试验研究加引。本文利用线性关系，即美国规范定义的所谓“半刚性连ANSYS软件对门式刚架半刚性端板连接节点的受接”J。门式刚架轻型房屋钢结构中常用的节点形力性能进行了非线性有限元分析，重点研究了节点式——端板连接，就是半刚性连接的典型代表。域加劲肋、端板加劲肋、端板厚度、高强度螺栓预拉连接的半刚性不仅是改变钢框架在梁、柱之间的弯力、应力集中对半刚性端板连接节点非线性性能的矩分布，而且还会增加结构的水平位移，对结构的总影响，以便为半刚性端板连接节点的分析与设计提体强度和稳定性也有很大的影响。因此，为了更供参

7、考依据。合理正确地反映钢结构的真实受力性能，保证结构1端板连接节点的形式收稿日期：2009-05-04端板连接节点是利用构件的端部焊接钢板与另作者简介：徐伟良(1952一)，男，浙江宁波人，教授，博士，主要从事一构件的端板或柱翼缘连接的节点形式。通常有两建筑结构稳定和非线性分析方法的研究。基金项目：浙江省自然科学基金资助项目(501093)种形式：外伸式连接和平齐式连接。外伸式连E—mail：XWL523@zjut．edu．cn接指端板伸出梁翼