半刚性连接单跨钢框架非线性有限元分析

摘要

在实际工程中，梁柱节点通常被简化为两种理想化形态，刚接或铰接，而采用理想连接节点的假定在很多情况下是不合理的，也不能够反映结构工作的实际情况。分析中如果忽视节点的刚度大小，那理想化结构中的内力分布与实际结构相比将有很大的区别。目前对于半刚性连接节点的研究，主要集中在分析正常使用状态下半刚性连接对框架内力及位移的影响，对框架的极限承载力研究比较少，且大部分研究是基于线性模型，这与结构的真实情况不符。
　　 本文以半刚性节点钢框架结构为研究对象，使用考虑了几何、材料和节点非线性的有限单元模型，通过对不同结构样式、荷载和半刚性连接条件下钢框架结构的非线性分析，描述了半刚性梁柱连接形式和几何非线性对钢框架极限承载能力、稳定性以及柱脚弯矩的影响。分析结果表明，节点连接刚度的下降会大大降低系统的极限承载能力，同时会大大增加系统中的点位位移并改变系统中内力的分配。研究还发现几何非线性的影响会随着负载的增加而增加，同时，对半刚性节点的影响比全刚性节点要大。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 钢结构发展与前景

1.2 钢框架结构梁柱连接节点

1.3 钢框架半刚性节点研究分析

1.4 钢框架半刚性节点国内研究现状

1.5 本文研究目的和意义

第二章 有限元理论及验证模型

2.1 有限元法简介

2.2 ANSYS有限元软件简介

2.3 验证模型

2.4 半刚性节点对框架性能影响的研究程序

第三章 单跨钢框架结构有限元模型在ANSYS中的实现

3.1 框架构造

3.2 材料性能

3.3 边界支撑条件

3.4 荷载选取

3.5 梁柱连接固定形式

3.6 分析选项

3.7 ANSYS有限元模型

第四章 半刚接单跨钢框架受力性能分析

4.1 计算结果

4.2 柱脚弯矩分析

4.3 框架稳定性分析

4.4 框架极限承载能力分析

第五章 结论与展望

5.1 本文主要结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢