钢框架全焊接节点刚域研究

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1、硕士学位论文钢框架全焊接节点刚域研究RESEARCHONTHERIGID-ZONEFACTOROFSTEELFRAMEALL-WELDEDJOINTS王美哈尔滨工业大学2010年6月图内图书分类号：TU391学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开硕士学位论文钢框架全焊接节点刚域研究硕士研究生:王美导师:傅学怡教授申请学位:工学硕士学科:土木工程所在单位:深圳研究生院答辩日期:2010年6月授予学位单位:哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU391U.D.C:624Dissertatio

2、nfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHERIGID-ZONEFACTOROFSTEELFRAMEALL-WELDEDJOINTSCandidate:WangMeiSupervisor:Prof.FuXueyiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:CivilEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:June,2010D

3、egree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要随着钢结构的发展，越来越多的建筑物使用钢结构，而构件中的梁柱尺寸也越来越大，这样在梁柱连接处会形成一个较大的节点域，由于梁柱的约束作用，此节点域刚度相对于梁或柱刚度较大，因此梁或柱的有效长度有所减小，相当于在节点域内沿梁或柱有一段刚度无穷大的区域，称之为刚域。目前结构分析软件中大多采用杆系模型来模拟实际结构，在杆系模型中，节点刚域长度的取值将影响杆件的有效长度，从而影响到

4、整个结构的刚度，而结构刚度对于结构的振动响应影响很大，因此要准确计算结构的地震响应，前提是要准确计算结构的实际刚度，也就是要准确设置节点刚域的长度。目前对钢框架节点的研究基本都集中在节点域和节点承载力方面，对节点刚域方面很少涉及，因此有必要对钢框架节点刚域进行研究。本文采用通用有限元分析软件ANSYS，对钢框架全焊接节点建立实体模型，给出了模拟分析刚域长度的方法和算例，并对该方法计算出的刚域系数进行了ANSYS实体框架模型和SAP2000线模型设定刚域系数的对比，框架在水平荷载作用下的最大侧移吻合较好，证明了这

5、种分析刚域长度方法的有效性。对“╋”型和“┣”型节点进行了影响节点刚域长度的多参数分析，参数包括梁柱截面尺寸、加劲肋尺寸以及梁跨度和柱层高。计算分析表明，节点域腹板厚度、梁截面高度、柱截面高度是影响刚域系数的主要原因，梁柱其它截面尺寸只对自身刚域影响较大，加劲肋尺寸只对梁的刚域影响较为明显，对柱子刚域，几乎没有影响。最后通过节点域变形对所有参数的影响趋势进行了分析。关键词：钢框架；节点；刚域系数；节点域变形-I-哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofsteelstru

6、cture,moreandmorebuildingsusesteelstructure,andthesizesofthebeamsandcolumnsarealsolarger,soatthejointswillformalargepanelzone.Asconstraintsofthebeamandcolumn,stiffnessofthepanelzoneisverylargerelativetobeamstiffnessorcolumnstiffness.Therefore,theeffectivelen

7、gthofthebeamorcolumnwillbereduced,whichisequivalenttoaregionwithinfinitestiffnessknownasrigid-zoneexistsalongthebeamsorcolumns.Instructuralanalysissoftware,mostlyusetheline-elementmodeltosimplifyandabstracttheactualstructure,lengthoftherigid-zoneaffectstheef

8、fectivelengthofthebeamorcolumn,thusaffectsthestiffnessoftheentirestructure,whilethestructuralstiffnesshasagreatinfluenceonthevibrationresponseofthestructure,sotoaccuratelycalculatetheseismicresp