梁柱连接组合节点弯矩_转角关系研究

第12卷第2期20104建　筑　钢　结　构　进　展

Progress in Steel Building Structures Vol. 12No. 2

　Apr. 2010

梁柱连接组合节点弯矩2转角关系研究

黄　兴1,2, 石文龙3, 叶志明2,3

(1. 上海大学理学院力学系, 上海　200444; 2. 上海大学应用数学与力学所, 上海　200072;

3. 上海大学土木工程系, 上海　200072)

摘　要:　梁柱连接组合节点传递着梁柱之间的弯矩和剪力, 是钢框架中的重要组成部分, 也是钢框架设计中的关键部

位之一。弯矩2转角关系是梁柱连接组合节点的主要力学性能, 它反映着节点的初始刚度、抗弯承载力和转动能力, 直接影响着钢框架体系的变形、极限承载力与整体性能。梁柱连接组合节点连接方式多样、构造形式种类繁多、几何参数多变、各组件受力状态与性能复杂等特性决定了弯矩2转角曲线是非线性的。而弯矩2转角曲线的非线性造成其难以拟合和预测。目前, 半刚性连接组合节点的试验与理论研究有了较大的进展。本文归纳和总结了国内外梁柱半刚性连接组合节点弯矩2转角关系研究, 包括试验研究和理论模型, 并指出了今后需要进一步研究的重点与方向。

关键词:　梁柱连接; 组合节点; 弯矩2转角关系

中图分类号:TU 398　　　　　文献标识码:A 　　　　　:--10

Moment 2on

site J oints

H X i n g

1, 2

, S H I W en 2lon g , Y E Zhi 2mi n g

32, 3

(1. of Mechanics , College of Sciences , Shanghai University , Shanghai 200444, China ;

2. Institute of Applied Mat hematics , Shanghai University , Shanghai 200072, China ; 3. Department of Civil Engineering , Shanghai University , Shanghai 200072, China )

HUAN G Xing :[email protected]. edu. cn

Abstract :　The beam 2to 2column composite joint s transfer moment of flexure and shearing force between beam and column. It is

an important part and one of t he key component s in steel framing design. The moment 2roation relation is t he main mechanical property of beam 2to 2column composite joint s. It reflect s initial stiffness , flexural capacity and rotation capacity and directly affect distortion , ultimate bearing capacity and whole performance. The nonlinear moment 2rotation relationship is expected because of t he variety of connection mode , structural form , geometrical parameter and component capability on t he beam 2to 2column composite joint s and it is difficult to be fit and predicted. At present , t he experimental and investigation t heoretic study of semi 2rigid composite joint s have got great development. In t his paper , t he present research sit uation of moment 2roation relation on beam 2to 2column semi 2rigid composite joint s is introduced , including experimental investigation , and t heoretic models. The trend for future research on beam 2to 2column semi 2rigid composite joint s is proposed.

K eyw ords :　beam 2to 2column connection ; composite joint ; moment 2roation relation

　　钢框架分析中常假设梁柱连接组合节点是完全刚接的或理想铰接的[1～5]。然而, 实际工程中所采用的是介于完全刚接和理想铰接之间的半刚性连接, 完全刚接和理想铰接不存在。梁柱连接组合节点的受力特性对钢框架

收稿日期:2009-03-01; 收到修改稿日期:2009-05-08基金项目:中国博士后科学基金资助项目([1**********]) 作者简介:

的受力状态、内力分布以及变形特性有非常大的影响。其中, 最能反映连接的变形与承载能力的是弯矩2转角曲线。因此, 当设计中考虑节点的变形对结构的影响时, 世界各国设计规范均要求以节点的弯矩2转角曲线为设计

黄　兴(1971-) , 男, 博士, 讲师, 主要从事组合结构研究与实验力学研究。E 2mail :[email protected]. edu. cn 。叶志明(1956-) , 男, 博士, 教授, 主要从事钢结构研究。

　　　14

建筑钢结构进展第12卷　

依据[6～8]。梁柱连接组合节点的复杂性决定了弯矩2转角曲线是非线性的, 且不同的连接方式, 其弯矩2转角曲线各异[9]。它的连接方式多样, 构造形式种类繁多, 几何参数多变, 各组件受力状态和性能的复杂性造成了弯矩2转角曲线的拟合与预测都比较困难。

梁柱连接组合节点的研究始于二十世纪七十年代, 至今已经经过了大量的试验与理论研究。目前, 它的设计方法已经被纳入欧洲规范(EC3, EC4) 中。然而, 针对不同连接形式的组合节点的试验与理论研究还不够完善, 不能满足设计要求。

载、循环加载以及拟静态加载等方法来模拟实际工程状态, 分析其弯矩2转角关系。本文仅对近年来国内外的试验研究情况进行综合描述。

1　弯矩2转角关系分类

梁柱连接组合节点可分为刚性节点、半刚性节点以

及铰接节点。因此, 它们的弯矩2转角曲线分别为刚性连接曲线、半刚性连接曲线以及铰接连接曲线(图1) 。

图1　梁柱连接组合节点的弯矩2转角关系[9]

2. 1　中节点

　　2. 1. 　、非对称与反对称, 柱翼缘、柱腹板、端板、混混凝土板与宽度、混凝土板内钢筋及2转角关系的影响(表1) 。

2　试验研究

自1972年以来, 量的试验研究[10～28]。在工程实际中, 可分为中节点和边节点。表1　梁柱连接组合中节点单调加载研究

研究人员

Y. Xiao [29]

Southampton 大学(1994) T. Q. Li [30]

Nottingha 大学(1994)

实验概况

平端板、部分端板连接; 梁端对称加载

主要实验结果

弯矩与转动能力随混凝土板厚度以及配筋率的增加而增加, 且平端板连接增加速度大于部分端板连接。

组合节点比纯钢节点具有更高的弯矩能力, 且转动能力没有降低; 混凝

平端板连接; 梁的不同土板宽度、厚度以及配筋率对弯矩2转角关系影响较大; 非对称加载下, 部位对称与非对称加载抗弯承载力与转动能力明显减弱; 加载部位距柱越近, 抗弯承载力就越

强, 反之越弱。

纵向钢筋加强抗弯承载能力与转动能力, 横向钢筋增强转动能力, 对抗弯承载能力几乎没有影响; 端板厚度增加降低转动能力, 对抗弯承载能力影响较小。

表面外包混凝土加强柱增强抗弯承载能力, 对转动能力几乎没有影响。弯矩与转动能力随栓钉抗剪连接强度增加而增加。混凝土板内纵向钢筋增加弯矩与转动能力。

混凝土板和钢梁的组合作用使弯矩与转角有较大的提高; 随着纵向钢

端板型连接; 梁端加载端板连接; 一个反向单调加载, 一个反向循环加载

平端板连接; 梁端对称加载

筋配筋率的增加, 弯矩与转角随之有所提高, 且混凝土板的开裂对转动能力影响不大。

正弯矩下循环加载的转动能力较单调加载的强, 循环加载的抗弯承载力较单调加载的弱, 负弯矩下两者弯矩2转角关系相差不大。

剪切连接水平越高, 抗弯承载力与转动能力越强; 配筋率越高, 抗弯承载能力越强, 但是当配筋率过高时, 转动能力反而减弱; 与纯钢节点比较, 组合节点的抗弯承载力与转动能力明显增强。

N. D. Brown [31]Warwick 大学(1998) L. Sim es da Silva [32]Coimbra 大学(2000) J. M. Aribet [33]INSA 大学(2001)

平端板连接; 梁端对称加载

底部外伸端板连接; 梁端对称、反对称加载端板连接; 梁端对称加载

支托型半刚性连接; 梁端加载

高华杰、胡夏闽[34]南京工业大学(2002) 过轶青、胡夏闽[35]南京工业大学(2003)

J. Y. Richard Liew [36]

新加坡国立大学(2003)

H. Y. Loh [37]

New south Wale 大学(2004)

第2期　续表1

B. G il [38]

Navarra 大学(2006) A. Braconi [39]Trento 大学(2006)

梁柱连接组合节点弯矩2转角关系研究

1　　5

平端板连接; 非对称加载

靠近柱翼缘的混凝土板内的钢筋较其它钢筋先屈服, 增加靠近柱翼缘的混凝土板内的钢筋直径可以增强抗弯承载力与转动能力; 非对称加载影响组合中节点的抗弯承载力与转动能力。

局部强度连接; 对称组合节点具有较好的转动能力, 当楼板漂移角度超过0. 08rad 时, 加载加载

中断。

第一个抗剪连接件距柱翼缘越远混凝土板上的裂纹越多, 且有明显的

F. Fu &D. Lam [40～41]Leeds 大学(2006)

平端板预制空心混凝土板连接; 对称加载

界面滑移现象发现; 抗剪连接件间隔对抗弯承载力和转动能力没有较大的影响; 剪切连接件的抗剪连接程度越低界面滑移值越大, 导致抗弯承载力与转动能力越低; 纵向钢筋的数量越多抗弯承载力与转动能力越大; 混凝土板厚度的增加加大抗弯承载力, 对转动能力影响较小。

转角关系的影响(表2) 。

　　2. 1. 2　循环加载

对梁柱连接组合中节点实施循环加载, 分析不同连接形式、抗剪栓钉、高强螺栓、压型钢板、钢梁、钢柱、加劲2. 1. 3, 研究人员(表3) 。

研究人员

L. Calado [42]

Institute Superior (2000) J. M. Aribet [33]INSA 大学(2001)

主要实验结果

; 对称外包加劲混凝土钢柱使得抗弯承载能力明显增强, 对转动能力影响加载

端板连接; 柱顶沿竖向加载

较小。

弯矩与转动能力随栓钉抗剪连接强度的增加而增加。

柱腹板焊接加劲肋增加正弯矩能力, 负弯矩能力没有增强, 转动能力影

J. Y. Richard Liew [36]端板连接; 反向加载

响不大; 外伸端板比平端板正弯矩能力高30%以上, 对于负弯矩能力影响较小, 外伸端板转动能力较强; 梁端加腋显著提高正负弯矩能力, 且加腋深度与钢梁深度的比越大正负弯矩能力越强, 但是转动能力有所减弱; 钢柱外包混凝土, 正负弯矩能力有所增强, 对转动能力影响不大。弯矩2转角关系受高强螺栓、压型钢板、钢梁、钢柱、加劲肋以及混凝土板

新加坡国立大学(2003)

杨丽、胡夏闽[43]

南京工业大学(2004)

端板连接; 对称内的纵向钢筋配筋率的影响, 且组合节点比纯钢节点抗弯承载力和转加载

动能力都有所增强, 适当增大配筋率对抗弯承载力影响较大, 但过大的配筋率却使强度增加不明显。

石文龙、李国强[44]同济大学(2005)

平端板连接; 对钢筋的抗拉以及混凝土的抗压作用使弯矩与转角都有所增大; 柱腹板称加载

的横向加劲肋在一定程度上提高抗弯承载力, 但提高幅度不大。

表3　梁柱连接组合中节点拟静态加载研究

研究人员石文龙、李国强[44]

同济大学(2005)

A. Braconi [39]Trento 大学(2006)

实验概况主要实验结果

平端板连接; 对称柱腹板的横向加劲肋在一定程度上可以提高抗弯承载力, 但提高幅度不大; 弹性阶加载

局部强度的连接; 对称加载

段, 弯矩2转角关系基本是线性的, 塑性阶段, 弯矩2转角关系处于非线性状态。试样转动能力最少超过35mrad , 且失效部位为梁端底翼缘与端板的焊接连接处。

　　　16

建筑钢结构进展第12卷　

2. 2　边节点　　2. 2. 1　单调加载

对梁柱连接组合边节点实施梁端对称、反对称以及正向单调加载, 分析锚固、外包混凝土加强柱、纵向钢筋配筋率、柱翼缘内填充混凝土、混凝土板和钢梁的组合作用、混凝土板内中间钢筋的直径以及锚固的纵向U 型钢筋等因素对弯矩2转角关系的影响(表4) 。

双向以及柱顶沿竖向循环加载, 分析不同连接形式、加劲混凝土钢柱、抗剪栓钉、植入嵌齿螺栓、钢筋配筋率、柱翼缘内填充混凝土、锚固、端板厚度等因素对弯矩2转角关系的影响(表5) 。

　　2. 2. 2　循环加载

对梁柱连接组合边节点实施位移控制的逐级、逐级

　　2. 2. 3　拟静态加载

意大利研究人员对组合边节点实施拟静态循环加载, 分析凝土板内使用U 型纵向钢筋锚固、混凝土板扩展超过柱边、压型钢板的加劲肋方向等因素对弯矩2转角关系的影响(表6) 。

表4　梁柱连接组合边节点单调加载研究

研究人员

L. Sim es da Silva [32]Coimbra 大学(2000)

实验概况端板连接; 梁端对称、反对称加载

主要实验结果

。。纵向钢筋配筋率的

过轶青、胡夏闽[35]

南京工业大学(2003) 董硕、胡夏闽[45]

南京工业大学(2006)

B. G il [38]

Navarra 大学(2006A. Braconi [39]Trento 大学(2006)

端板型连接; 梁端加载, ; 边节点抗弯承。

, 使其初始刚, 且正向抗弯承载力有所增大, 但是增加幅度不大。

边节点的抗弯承载力与转动能力比中节点明显降低; 增加混凝土板内中间钢筋的直径, 明显增强组合边节点的抗弯承载力与转动能力。

局部强度连接; 梁端边节点混凝土板内埋入用于锚固的纵向U 型钢筋使抗弯承载力远大于中加载

节点, 但是在转动能力方面, 两者相差不明显。

表5　梁柱连接组合边节点循环加载研究

研究人员

L. Calado [42]

Institute Superior Tecnico (2000) J. M. Aribet [33]INSA 大学(2001) A. P. Gardner [46]

Technology Sydney 大学(2003)

实验概况

端板连接; 梁端加载端板连接; 柱顶沿竖向加载

部分端板连接, 且螺栓植入钢管混凝土内的试样; 梁端加载

主要实验结果

外包加劲混凝土的钢柱使抗弯承载能力明显增强, 对组合边节点的转动能力影响较小。

弯矩与转动能力随栓钉抗剪连接强度增加而增加。

植入嵌齿螺栓与直螺栓增强转动能力, 但抗弯承载力相差不大, 且植入螺栓越长, 抗弯承载能力和转动能力就越强。

1. 0%的载荷步骤连接处于弹性状态,1. 0%的载荷步骤之后

T. P. Green [47]

G eorgia Institute of Technology (2004)

T 型支托在梁底、抗剪

连接进入塑性阶段, 弯矩2转角曲线收缩;1. 5%的载荷步骤柱腹板域发生严重屈服和损坏;5. 0%的载荷步骤所有的抗剪栓钉发生屈服、变形甚至断裂; 混凝土板能增强抗弯承载力和转动能力; 当单向侧移2%或双向侧移3%时, 组合行为破坏。配筋率的提高对负弯矩的抗弯承载力有较大的影响, 对正弯

板、腹板螺栓连接试样; 逐级双向加载

郑德胜、胡夏闽

南京工业大学(2005)

[48]

半刚性端板连接; 梁端矩的抗弯承载力影响不大; 配筋率对转动能力有所提高, 但加载

当配筋率较高时, 纵向钢筋易发生锚固破坏; 柱翼缘内填充混凝土增加抗弯承载力, 但是转动能力相对减小。

第2期梁柱连接组合节点弯矩2转角关系研究

1　　7

表6　梁柱连接组合边节点拟静态加载研究

研究人员

A. Braconi [39]Trento 大学(2006)

实验概况主要实验结果

局部强度连接; 梁混凝土板内使用U 型纵向钢筋的锚固使抗弯承载力得到增强, 其转动端加载

能力与中节点几乎一样。

两类试样的抗弯承载力相差不大, 但是转动能力差距较大(一类混凝土

G. Vasdravellis [49]

Politecnico di Milano (2007)

两类局部强度的端板扩展超过柱边, 没有次横向梁存在, 压型钢板的加劲肋方向与梁方向板连接; 梁端加载

垂直, 另一类混凝土板没有扩展, 压型钢板的加劲肋方向与梁方向水

平) 。

3　理论研究

迄今为止, 分析梁柱连接组合节点弯矩2转角关系的模型很多, 总体来讲分为两类, 即宏观模型(整体模型) 和微观模型(组件模型、有限元模型等) 。

3. 1　宏观模型

根据试验数据对其连接弯矩, 接形式多样性, , 2转角关系进行拟合分析。目前, 分析梁柱连接组合节点弯矩2转角关系的宏观模型主要是数学模型。包括线性模型、多项式模型、B 样条模型、幂函数模型以及指数模型等。这些模型各有优缺点。

3. 2　微观模型

微观模型是指通过对梁柱连接组合节点连接的几何关系和材料性能进行分析, 预测梁柱连接组合节点弯矩2转角曲线, 分析节点性能。

　　3. 2. 1　组件模型

组件模型是指将连接划分为一系列的刚性单元和可变单元, 通过对这些单元采用弹塑性本构关系来模拟梁柱连接组合节点的非线性行为。根据连接的几何关系和材料性能, 通过整合连接的各离散单元, 预测梁柱连接组合节点弯矩2转角曲线。目前, 运用较多的是弹簧组件模型。弹簧组件模型是指使用若干根弹簧模拟梁柱连接组合节点的各个组件, 针对各组件的特点, 求出所模拟弹簧的本构关系, 并对其进行力学分析, 从而预测梁柱连接组合节点弯矩2转角曲线。弹簧组件模型主要有以下几种:

3. 2. 1. 1　TRS1模型和TRS2模型

澳大利亚Innsbruck 大学的Tschemmernegg F. 和

[50]

Queiroz G. 1995年提出了TRS1模型(图2) 。该模型

中弹簧1表示钢连接单元的变形(角钢、T 型件和端

板) ; 弹簧2表示柱腹板的变形; 弹簧3表示柱腹板域的剪切变形; 弹簧4; 弹簧56称为“回滞”弹簧, 表对载土板的相互作用。2, 。

2004年意大利Trieste 大学的G. A. Rassati 等在

[51～52]

TRS1模型的基础上提出了TRS2模型(图3) , 该模型与TRS1模型相比, 使用范围更具普遍性, 并可以用于预测循环荷载下梁柱连接组合节点弯矩2转角曲线, 弥补了TRS1

模型不能用于循环荷载情况的缺点。TRS2模型中弹簧1表示顶、底钢连接件; 弹簧2表示拉压作用下的柱腹板; 弹簧3表示腹板连接件; 弹簧4表示混凝土板与钢梁之间的滑移; 弹簧5表示柱腹板域的剪切变形; 弹簧6表示混凝土板; 弹簧7表示混凝土板内的钢筋; 弹簧8表示“回滞”弹簧。TRS2模型不仅包含TRS1模型的所有特性, 而且增加了以下特性。

(1) 改善了本构模型。

(2) 考虑了节点域的剪切变形。

(3) 考虑了混凝土板与钢梁之间的滑移。

(4) 假设混凝土板在两个方向独立作用时, 扩展到三维。

图2　TR S1模型

　　　18

建筑钢结构进展第12卷

　

图3　TRS2模型及其三维形式

　　3. 2. 1. 2　有限单元模型混凝土板单元、连接件和混凝

2000年瑞士Swiss Federal Instit ute of Technology 的M. Katt ner 与M. Crisinel 提出了一个通用的二维组2

转角关系。件节点模型(图4) [53]。该模型由梁单元、图4　有限单元模型

　　3. 1. 2. 3　微单元模型

2000年斯里兰卡Peradeniya 大学的U. I. Dissanayake 等[54]在考虑梁柱组合节点、柱腹板剪切变形、钢筋混凝土板域以及剪切连接件的柔性基础上提出了微单元模型(图5) , 预测梁柱连接组合节点的弯矩2转角关系。微单元模型由四部分组成:①表示组合节点的柔性弹簧单元; ②表示柱腹板的刚性梁单元; ③表示钢筋混凝土板行为的普通梁单元; ④表示组合梁的局部相互作用的梁柱单元。通过对英国Warwick 大学Anderson 和Najafia 的两个试验结果[1]、英国Nottingham 大学的X iao 等的两个试验结果[2]以及法国Rennes 大学Aribert 等的一个试验结果[3]进行直接比较证明微单元模型能较好地预测梁柱连接组合节点的弯矩2转角特性。该模型可以应用于任何类型的梁柱连接组合节点, 但是模型中没有考虑柱腹板域的剪切

变形的柔性。

3. 2. 1. 4　细化模型

在考虑梁柱的屈曲行为的基础上提出了细化模型(图6) , 预测梁柱连接组合节点的弯矩2转角关系。细化模型中弹簧1表示受压混凝土; 弹簧2表示受剪柱腹板域; 弹簧3表示正弯矩作用下受压上T 型钢; 弹簧4表示正弯矩作用下受拉

2007年意大利T rento 大学的A. Braconi 等

[39]

下T 型钢; 弹簧5表示受拉混凝土板; 弹簧6表示正弯矩作用下梁上的抗剪栓钉; 弹簧7表示负弯矩作用下受拉上T 型钢; 弹簧8表示负弯矩作用下受压下T 型钢; 弹簧9表示负弯矩作用下梁上的抗剪栓钉。u 1和u 2表示初始位置上钢梁下翼缘的水平位移, u 3和u 4表示钢柱两边混凝土板上表面的水平位移, θ1和θ2表示相对柱翼缘面钢梁的转角, γ表示柱腹板域的剪切变形。A. Braconi 等把细化模

第2期梁柱连接组合节点弯矩2转角关系研究

1　　9

型预测的梁柱连接组合节点的弯矩2转角关系与对梁柱连

接组合节点实施单调加载和准静态循环加载所得到的试验数据相比较, 证实该模型具有较好的精度。通过对该模型进行有限的参数化分析,A. Braconi 等发现在混凝土板厚度以及梁端板厚度等参数发生有限变化时, 它能较好地预测梁柱连接组合节点的弯矩2

转角特性。

图5　

[57]。英国Leeds 大学的D. Lam 等使用ABAQUS 软

件对具有预制混凝土板的半刚性梁柱组合节点建立三维有限元模型, 模拟螺栓荷载、端板、混凝土单元、加强肋、剪切连接件、梁和混凝土板之间的界面对弯矩2转角的

[58]

影响。

2006年西南林学院的王琼芬等利用ANSYS 软件对端板型半刚性组合节点进行了弹塑性有限元计算, 分析了混凝土板纵向钢筋总面积以及钢筋强度对弯矩2转角关系的影响[59]。2007年沈阳建筑大学刘晓辉等运用通用有限元软件ANSYS 建立了半刚性外伸式端板连接节点分析模型, 分析它的的弯矩2转角关系, 并与试验结果进行对比, 表明ANSYS 软件能较好地对半刚性外伸式端板连接节点进行数值模拟, 且结果可靠[60]。

2007年英国Leeds 大学的Feng Fu 等对半刚性组合连接建立三维有限元模型, 模拟研究半刚性组合连接的弯矩2转角的特性, 并分析了梁的尺寸、端板的厚度、柱腹板的厚度、混凝土板的深度以及剪切连接件的间隔对弯矩2转角关系的影响[61]。2008年他们使用ABAQUS 软件, 对具有预制空心混凝土板的半刚性组合节点建立了三维有限元模型, 在考虑材料的非线性特性以及几何非线性行为的基础上, 模拟分析负弯矩作用下螺栓端板连接的组合节点的弯矩2转角响应[62]。

2008年西班牙Navarra 大学的Beatriz G il 等对半刚性组合中节点、边节点建立了三维有限元模型, 并进行了数值模拟研究。分析了边界条件、加强肋、剪切连接件、螺栓、混凝土板等对节点弯矩2转角关系的影响, 并与试验数据相比较。研究表明有限元方法对半刚性组合中节点、边节点的研究具有较好的精度[63]。伊朗Sharif 科技

图6　细化模型

　　3. 2. 2　有限元模型

有限元模型是指使用有限元软件, 根据梁柱连接组合节点各组件的特点以及节点的结构形式, 建立有限元模型, 用以模拟梁柱连接组合节点的受力与变形, 预测梁柱连接组合节点的弯矩2转角关系。

2004年同济大学的何天森、李国强运用ANSYS 对平端板连接组合节点进行了三维有限元分析, 研究了端板厚度、混凝土板内的配筋率等参数对单调荷载下弯矩2转角关系的影响[55]。2005年叶康、李国强对高强螺栓延伸、齐平端板连接节点建立了实体有限元分析模型。该模型考虑了几何非线性和材料非线性, 利用等参变换、数值积分形成单元刚度矩阵, 求得弯矩2转角关系[56]。

2005年哈尔滨工业大学的王文波等对梁柱平端板连接组合节点进行了三维有限元分析, 研究端板厚度、钢筋、螺栓、节点形式等参数对组合节点弯矩2转角关系的

　　　20

建筑钢结构进展第12卷　

大学的M. R. Mohamadi 2shooreh 等对半刚性平端板连接节点建立了三维有限元模型, 讨论材料、几何非连续性以及大位移等参数的变化对其初始旋转刚度、弯矩2转角关系的影响。实验结果表明分析数据与试验数据吻合较好

[64]

机理, 开发新的梁柱连接组合节点形式。

参考文献:

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[4]　陈惠发著, 周绥平译. 钢框架稳定设计[M ].上海:世界图书

。

4　钢框架中节点性能的影响

钢框架中的节点是高层钢结构安全的重要保证, 是钢框架设计中的关键部位之一。钢结构设计中, 梁柱连接节点传递着梁柱之间的弯矩和剪力, 是框架中的重要组成部分。弯矩2转角关系是梁柱连接节点的主要力学性能, 它反映着节点的初始刚度、抗弯承载力和转动能力, 直接影响着框架体系的变形和极限承载力。钢结构的结构变形性能主要决定于节点的连接, 梁柱连接节点的刚度对钢框架的性能有着显著的影响。因此, 梁柱连接节点性能直接影响着整个框架在荷载作用下的整体性能。

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5　展望

综上所述, 的研究:

(1) 2转角关系的试验研究大

多是静态加载和循环加载, 拟静态加载的试验较少, 需深入研究拟静态加载时各因素对中节点和边节点的影响。

(2) 加大对梁柱连接组合节点弯矩2转角关系的试验研究, 分析各连接形式以及各因素对组合中节点和边节点的影响。

(3) 建立梁柱连接组合节点弯矩2转角关系试验数据

库, 为研究人员今后的研究提供借鉴, 为组合结构设计规范的制定提供依据。

(4) 针对梁柱连接组合节点弯矩2转角关系的非线性

特性, 根据各种形式的组合节点的特点与规律, 建立各自特性的计算模型与方法或统一的计算模型与方法, 并研究配筋率、端板厚度、楼板厚度、螺栓布置、压型钢板、钢梁尺寸等各种参数对中节点和边节点的影响。

(5) 依据梁柱连接组合节点弯矩2转角关系的非线性

特性和梁柱连接组合节点各组件受力状态的复杂性, 开发全新的理论研究方法。

(6) 加大对有限元方法的研究, 建立梁柱连接组合中

节点和边节点的3D 有限元模型, 模拟各种连接的非线性行为, 分析各参数对弯矩2转角关系的影响。

(7) 开展梁柱连接组合节点弯矩2转角关系的试验与

理论研究, 为组合框架在现代建筑中的应用提供试验与理论依据。

(8) 针对现有的梁柱组合节点的受力特点以及破坏

第2期

(24) :4892499.

梁柱连接组合节点弯矩2转角关系研究

2　　1

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2008年土建类期刊的影响因子统计

刊名

土木工程学报建筑结构学报中国地震工程力学

地震工程与工程振动同济大学学报建筑钢结构进展

影响因子

0. 9250. 8630. 6380. 5250. 5080. 4460. 414

刊名

清华大学学报哈尔滨工业大学学报防灾减灾工程学报力学季刊结构工程师

工程抗震与加固改造重庆建筑大学学报

影响因子

0. 4120. 3610. 3390. 3200. 3140. 3120. 301

刊名工业建筑建筑科学计算力学学报世界地震工程建筑学报建筑结构钢结构

影响因子

0. 2920. 2740. 2690. 2650. 2370. 2100. 176

刊名

特种结构

四川建筑科学研究工程建设与设计

影响因子

0. 1730. 1250. 068

(2009年版) 注:数据来自《中国学术期刊综合引证报告》