钢板连接对冷弯薄壁C型钢梁柱节点的受力影响及有限元分析

摘要

冷弯薄壁型钢是一种轻型材料，由于其具备卓越的结构性能及延性，非常适用于房屋建筑，它被广泛地用于屋盖中的檩条、中等跨度楼板中的横梁，墙板中的内柱，仓库的储藏架以及在建建筑物的围护结构。 由于冷弯薄壁轻钢结构体系的特殊构造，如果按节点刚接的框架提取力学模型，将高估结构的承载能力；而如果按节点铰接的排架提取力学模型，当柱脚也采用此种构造形式时，又会形成机构，使计算无法进行。因此，为了合理正确地预测此种体系的实际受力性能，应在结构的分析和设计中考虑真实连接的非线性即半刚性连接的影响。 本文取冷弯薄壁轻钢龙骨住宅钢结构中用普通螺栓及钢板连接的C型钢梁柱节点为研究对象，对节点的连接性能作了如下三部分研究工作： ① 5个足尺钢板连接的冷弯薄壁C型钢梁柱节点的试验。 ②实验针对连接节点的刚度即连接的M－θ曲线进行了测试，并着重研究梁柱节点的四种破坏模式：1) 螺栓孔附近梁腹板承压失效；2) 连接板平面外失稳；3) 连接板弯曲破坏；4) 梁弯曲破坏，分析了板域的应力分布以及构件的板的厚度、连接板的厚度和螺栓间距对连接节点刚度的影响。 ③通过梁柱节点的有限元模拟对比分析，进一步研究构件的板厚、连接板的厚度以及螺栓间距对连接节点的刚度影响以及对板域的应力分布的影响。