四角钢半刚性连接刚架柱计算长度系数

摘要

刚架中梁柱连接的约束条件大多数介于完全刚接和理想铰接之间。从设计角度看梁柱连接可划分为刚接，半刚接和柔性连接三种。连接的性能可用其弯矩转角曲线表示。对于四角钢连接这一半刚性连接形式，采用三参数幂函数模型表示了其连接的性能，连接的初始割线刚度Ri0和有效刚度Rb分别分析了无侧移和有侧移刚架柱的计算长度。 本文根据刚架柱稳定设计的计算长度概念，以部分框架为计算单元，用变刚度的旋转弹簧模拟梁柱节点连接的半刚性，通过引入梁线刚度修正系数，应用位移法建立了无侧移和有侧移半刚接刚架柱计算长度系数公式。该计算公式形式上可与刚性框架柱计算长度系数公式相衔接，使用方便。通过与刚性连接情况的比较，定量的分析了半刚性连接对框架柱计算长度的影响。 利用有限元程序ANSYS对四角钢连接刚架柱进行了屈曲分析，得出了刚架柱的屈曲荷载。有限元计算结果与理论公式计算结果基本吻合，从而验证了理论计算公式的正确性。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1引言

1.2半刚性连接钢框架的特点及发展概况

1.2.1半刚性连接钢框架的特点

1.2.2半刚性连接钢框架研究的发展概况

1.3各国规范中对半刚性连接钢框架的规定

1.3.1美国规范

1.3.2欧洲规范

1.3.3我国规范

1.4半刚性连接钢框架柱计算长度研究现状

1.4.1国内研究现状

1.4.2国外研究现状

1.5问题的提出、研究的理论意义和实际应用价值

1.6研究方法、目标和内容

第2章半刚性连接的性能

2.1引言

2.2半刚性连接的分类方法

2.2.1Bjorhovde等人的分类方法

2.2.2 EUROCODE3分类方法

2.2.3 Goto等人的分类方法

2.3半刚性连接的数学模型

2.3.1线性模型

2.3.2多项式模型

2.3.3 B样条模型

2.3.4指数函数模型

2.3.5幂函数模型

2.4四角钢半刚性连接的弯矩转角关系

2.4.1梁柱连接的初始刚度Ri

2.4.2梁柱连接的极限弯矩Mu

2.4.3梁柱连接的形状参数n

第3章计算长度系数理论公式的确立

3.1概述

3.2影响刚架柱计算长度的各可能因素

3.3半刚接刚架中梁的修正刚度

3.3.1两端半刚性连接不同时梁的刚度修正系数

3.3.2两端半刚性连接相同时梁的刚度修正系数

3.3.3一端有半刚性连接时梁的刚度修正系数

3.4多层多跨半刚接刚架的稳定分析

3.4.1计算基本假定

3.4.2计算模型的建立

3.4.3有侧移半刚接刚架的稳定分析

3.4.4无侧移半刚接刚架的稳定分析

3.5四角钢半刚性连接节点刚度的近似计算

3.5.1连接的初始割线刚度

3.5.2连接的有效刚度

3.6算例分析及半刚接刚架与刚接刚架的比较

3.6.1算例分析

3.6.2半刚接刚架与刚接刚架的比较

3.7本章小结

第4章ANSYS分析及验证

4.1有限单元法及ANSYS简介

4.1.1有限单元法简介

4.1.2有限元程序ANSYS简介

4.2屈曲分析

4.3本文的分析过程

4.3.1单元类型的选取

4.3.2材料本构关系

4.3.3网格划分

4.3.4约束与荷载

4.3.5 ANSYS建模及求解

4.3.6 ANSYS求解结果正确性检验

4.4有限元计算结果及比较

4.5本章小结

第5章结论及展望

5.1结论

5.2展望

致 谢

参考文献