半剛性連接鋼框架的有限元分析及近似計算方法.pdf

1、在鋼框架的傳統(tǒng)分析和設計中，是將框架的梁柱連接假定成完全剛接或理想鉸接。雖然，上述對連接性能的理想化假設簡化了鋼框架的分析和設計過程，但采用理想的連接模型在很多情況下是不合理的，有時甚至會得到錯誤的結果。實驗結果已經(jīng)證明，在荷載作用下，沒有一種連接是完全剛接或理想鉸接的。因為剛性連接具有一定的柔度，而鉸接節(jié)點具有一定的剛度。為了合理正確地預測鋼框架的實際受力性能，我國新修訂的《鋼結構設計規(guī)范》GB50017，首次在規(guī)范條文中提出應在鋼框

2、架的分析和設計中考慮真實連接的非線性影響。 本文在分析研究國內(nèi)外現(xiàn)行框架結構非線性分析的理論計算方法及其桿件單元模式的基礎上，利用泛函的最小勢能原理，通過考慮連接的柔性和桿件的幾何非線性影響，推導出用于半剛性連接鋼框架二階彈性分析的單元剛度矩陣。作為應用，本文根據(jù)推導出的單元剛度矩陣，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。通過文中算例與有關文獻的對比，驗證了程序的可靠性。 通過對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，且結點轉(zhuǎn)角增大。對于超靜定鋼框架，考慮P-△效應后，半剛性連接的柔性不僅增大結構的位移，而且還改變結構的彎矩分布。 在不同初始轉(zhuǎn)動剛度的條件下，比較半剛接鋼框架的結點彎矩以及位移可以看到，初始轉(zhuǎn)動剛度較大的時候，結點的彎矩明顯大于初始轉(zhuǎn)動剛度較小的時候。而非支座結點在不同荷載步下的側(cè)向位移則明顯小于初始轉(zhuǎn)動剛度較小的時候。這意味著隨著連接的轉(zhuǎn)動剛度變小，框架的