半剛性連接鋼框架的有限元分析及近似計(jì)算方法.pdf

1、在鋼框架的傳統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中，是將框架的梁柱連接假定成完全剛接或理想鉸接。雖然，上述對(duì)連接性能的理想化假設(shè)簡(jiǎn)化了鋼框架的分析和設(shè)計(jì)過(guò)程，但采用理想的連接模型在很多情況下是不合理的，有時(shí)甚至?xí)玫藉e(cuò)誤的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)證明，在荷載作用下，沒(méi)有一種連接是完全剛接或理想鉸接的。因?yàn)閯傂赃B接具有一定的柔度，而鉸接節(jié)點(diǎn)具有一定的剛度。為了合理正確地預(yù)測(cè)鋼框架的實(shí)際受力性能，我國(guó)新修訂的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017，首次在規(guī)范條文中提出應(yīng)在鋼框

2、架的分析和設(shè)計(jì)中考慮真實(shí)連接的非線性影響。 本文在分析研究國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行框架結(jié)構(gòu)非線性分析的理論計(jì)算方法及其桿件單元模式的基礎(chǔ)上，利用泛函的最小勢(shì)能原理，通過(guò)考慮連接的柔性和桿件的幾何非線性影響，推導(dǎo)出用于半剛性連接鋼框架二階彈性分析的單元?jiǎng)偠染仃?。作為?yīng)用，本文根據(jù)推導(dǎo)出的單元?jiǎng)偠染仃?，用荷載控制法編制了用于半剛接鋼框架二階分析的有限元程序。通過(guò)文中算例與有關(guān)文獻(xiàn)的對(duì)比，驗(yàn)證了程序的可靠性。 通過(guò)對(duì)剛接鋼框架和半剛性連接鋼

3、框架的比較分析，可以看到半剛性連接鋼框架的水平位移較剛性框架有所增大，且結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角增大。對(duì)于超靜定鋼框架，考慮P-△效應(yīng)后，半剛性連接的柔性不僅增大結(jié)構(gòu)的位移，而且還改變結(jié)構(gòu)的彎矩分布。 在不同初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的條件下，比較半剛接鋼框架的結(jié)點(diǎn)彎矩以及位移可以看到，初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度較大的時(shí)候，結(jié)點(diǎn)的彎矩明顯大于初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度較小的時(shí)候。而非支座結(jié)點(diǎn)在不同荷載步下的側(cè)向位移則明顯小于初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度較小的時(shí)候。這意味著隨著連接的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度變小，框架的