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浅析半刚性连接对钢框架稳定性的影响摘要：简要介绍几种典型半刚性连接方式，给出相应的弯矩—转角曲线，分析半刚性连接的受力和变形特性，总结半刚性连接对钢框架稳定性的影响因素。
关键词：半刚性连接、弯矩—转角、稳定、刚度在现行钢结构的分析和设计中，为了简化计算，通常将钢框架梁柱节点简化为理想铰接或完全刚接。
事实上，钢框架梁柱之间的连接既非完全刚性，也非理想铰接，在荷载作用下连接通常表现出一定的柔性，因此连接就本质而言应属于半刚性。
考虑设计的简单和便捷，如果荷载作用下，连接的变形可以忽略时，则把连接简化为完全刚接，不会对框架的真实受力和变形带来较大的误差；同理，当连接的抗弯能力可以忽略，采用理想铰接模型则比较合理。
但当连接的刚度处于完全刚接和理想铰接之间时，就应采用能够明确计入连接柔性影响的更为实际的分析方法[1]。
连接的半刚性不仅改变钢框架梁-柱之间的弯矩分布，而且还会增加结构的水平位移，对结构的总体强度和稳定性造成较大的影响，因此对半刚性连接的特性需做深入的研究，以便在钢框架设计中按照实际的半刚性连接来考虑。
1 半刚性连接类型见下图[2]（1）顶底角钢连接(2)双腹板顶底角钢连接(3)双/单腹板角钢连接(4)短T型钢连接(5)外伸端板连接(6)平齐端板连接矮端板连接图一半刚性连接类型2 半刚性连接的受力性能及特性2.1 半刚性连接的受力性能以单跨梁作为分析对象分析半刚性链接的受力性能。
在均布荷载q的作用下，梁两端的连接分别是刚接、铰接和半刚性连接，梁的跨度为L。
按照结构力学的方法，刚接时梁端弯矩为qL2/12，跨中弯矩为qL2/24，跨中最大挠度为qL4/384EI；铰接时梁两端弯矩为0，跨中弯矩为qL2/8，跨中最大挠度为5qL4/384EI；半刚性连接时，梁两端弯矩为0＜M端＜qL2/12，跨中弯矩为qL2/24＜M中＜qL2/8，最大挠度为qL4/384EI＜fmax＜5qL4/384EI；也就是梁端弯矩、跨中弯矩及最大挠度的大小取决于半刚性连接的刚度。
半刚性连接钢框架稳定性分析【摘要】伴随越来越多的高层建筑开始兴建，半刚性钢框架结构被广泛应用，针对该结构的分析研究也取得了一定的成果，实践研究证明半刚性连接的钢结构抗震性能相对较好，非常适合在工程建设中推广。
本文首先对半刚性连接做综合阐述，接着分析半刚性连接钢框架结构的内力，最后论证分析半刚性连接钢框架结构的稳定性，力争从合理设计角度与结构应用状态相融合方面提出一些策略建议，以期为相关领域的研究提供有价值的参考。
【关键词】半刚性连接；钢框架；稳定性引言随着建筑事业的不断发展，钢结构框架被广泛应用，钢框架结构强度较高，韧性很好，且重量也轻，其中连接梁、柱节点的连接主要类型为铰接、刚接，一般来看，连接转动接近理想刚接80%即视为刚接，当梁柱轴线夹角受力接近理想铰接90%即视为铰接，当然在实际操作中，绝大部分的连接节点基本在刚接与铰接之间，这就是我们研究的半刚性连接。
半刚性连接集合了理想刚接与理想铰接的特点，半刚性连接钢框架结构的稳定性会更高一些。
1994年美国加州出现大地震，次年日本阪神出现大地震，当时数千栋大楼倒塌，经过调查发现，采用焊接节点的建筑受损程度很重，梁柱螺栓连接的半刚性框架结构的建筑受损较轻，可见半刚性连接的钢框架结构动力荷载性能是强大的。
一、半刚性连接概述上个世纪30年代，建筑领域对半刚性连接钢框架进行的研究探索，40年后，随着高强螺栓的普及应用，半刚性连接被广泛接受。
目前西方一些发达国家允许设计单位考虑连接特性，即对刚接、铰接、半刚性连接做以选择，我国对梁柱节点的连接研究相对较晚，近年来对于半刚性连接认可度较高，使用程度也逐渐加深。
理想刚接与理想铰接二者之间的半刚性连接是目前钢框架结构应用的主要连接方式，半刚性的连接综合了刚接与铰接的特点，受外力作用表现韧性更好，有效承受一定的弯矩，相应出现转角，半刚性连接钢框架结构不能被简单理解为理想刚接或理想铰接，它是通过高强螺栓将梁与柱连接在一起，目前建筑中常见的连接类型主要有顶底角钢连接、外伸端板连接、短T型钢连接、双腹板角钢连接等。
钢框架梁柱弱轴半刚性连接性能研究钢框架梁柱弱轴半刚性连接性能研究摘要：随着建筑结构的不断发展，钢结构在建筑领域中扮演着越来越重要的角色。
在钢结构中，连接是起到关键作用的构件之一，而连接的性能直接影响到整个结构的安全稳定性。
本文旨在对钢框架梁柱弱轴半刚性连接的性能进行研究，通过探讨连接构件的设计、材料选择和施工质量等方面，提高连接的性能。
1. 引言钢结构连接是将独立的构件以一定方式连接在一起，形成一个稳定的整体结构。
而在大多数钢结构中，连接处是最脆弱的部分，容易出现断裂和屈服等破坏。
因此，钢结构连接的性能研究至关重要。
2. 弱轴半刚性连接概述弱轴半刚性连接是一种常用的连接方式，在大跨度钢框架结构中得到广泛应用。
该连接方式的特点是在弯矩作用下，连接构件表现出较高的刚度，而在剪力作用下，连接构件则表现出较低的刚度。
3. 连接构件的设计连接构件的设计是保证连接性能的关键。
首先，选择适当的连接形式，如焊接、螺栓连接等。
其次，连接构件的截面尺寸和材料强度要能满足设计要求，并通过合理的弯曲刚度和扭转刚度来提高连接的变形能力。
4. 材料选择连接构件的材料选择直接影响连接的性能和稳定性。
材料的强度、韧性和抗疲劳性是衡量连接材料性能的重要指标。
同时，应考虑材料的可焊接性和耐蚀性等指标，在选择时综合考虑。
5. 施工质量控制连接在施工过程中需要严格控制施工质量，以确保连接的性能。
焊缝的质量是连接性能关键因素之一，应符合相关焊接规范和标准要求。
螺栓连接中，应严格控制螺栓的拧紧力矩，以确保连接构件间的紧固程度。
6. 弱轴半刚性连接的性能研究方法弱轴半刚性连接的性能研究可以通过理论计算和试验验证相结合的方式进行。
理论计算可以根据连接的力学模型，预测连接的耗能能力和变形能力。
试验验证可以通过更真实地模拟实际工况，验证连接的性能。
7. 结论钢框架梁柱弱轴半刚性连接作为一种常用的连接方式，对结构的安全性和稳定性至关重要。
本文通过对连接构件的设计、材料选择和施工质量控制等方面的研究，旨在提高连接的性能和稳定性。
钢框架半刚性连接研究与分析【摘要】在钢结构设计与分析中，都将框架的梁柱连接节点设计成理想的铰接和刚接。
一般来说，连接对转动的约束达到理想刚接的80%时，就被视为刚接；但当梁柱轴线夹角的改变量在外力作用下达到理想铰接的90%时，即可被视为铰接。
然而，在实际工程中，大部分节点都是处于刚接和铰接之间的，即我们所说的半刚性连接。
半刚性连接，将理想刚接和铰接这两者的特点结合起来，在承受一定弯矩的同时，也产生一定的转角。
所以，半刚性连接钢框架具有其自身的特点，不能简单地将其简化为理想刚接或铰接。
【关键词】钢框架半刚性连接研究性能abstract: in the steel structure design and analysis of the frame beam-column connection will be joint design ideal of a hinged and just answer. generally speaking, the connection to the constraints of turning to achieve the ideal just answer 80%, will be seen as just answer; but when the beam axis angle of change under external force to achieve the ideal of hinged 90% when, can be regarded as hinged. however, in the actual engineering, most of the node is the just answer and between hinged, that what we call semi-rigid connection. semi-rigid connection, ideal to just answer and the characteristics of the two hinged combination, under certain bending moment, but also produce a certain corner. so,semi-rigid connection steel frame has the characteristics of its own, and can’t simply call just ideal or hinged.key words: steel frame semi-rigid connection research performance中图分类号：tu323.5 文献标识码：a 文章编号：引言在钢框架设计中,一般假定梁柱连接是完全刚性或完全铰接。
半刚性连接研究【摘要】目前，关于半刚性节点的理论研究落后于工程实践，急待形成设计的理论体系，特别是需要建立弯矩和转角的本构方程用于工程设计。
结合国内其他单位的研究成果，对传统刚接刚架计算弯矩值用乘以弯矩系数的方法进行修正，得到半刚接刚架弯矩值，可应用于工程设计。
分析结果表明，随着刚度比增大，节点约束程度减弱，刚架横梁跨中弯矩增大，梁端弯矩减小，节点半刚性对刚架受力性能有明显影响，在刚架分析和设计中应加以考虑。
本文综合的对半刚性节点的内力分析、半刚接框架柱的稳定分析方法以及半刚性连接框架的变形特点进行了研究。
【关键词】半刚性节点；内力分析；变形特点；稳定性1.半刚性节点研究的意义在工程应用上，半刚性节点对抗震设计是很有利的。
在经济方面，层数不超过10-15层的框架中，依靠梁柱组成的刚架体系来提供对水平力的抵抗是经济的。
不论竖向荷载作用下是否承受弯矩，连接做成半刚性足够。
故对半刚性节点的研究有很高的经济价值。
目前对半刚性节点的研究主要有对节点本身性能的研究和节点对结构的影响两类。
2.半刚性节点试验研究2.1试验概况首先做了试件的静力试验，来确定半刚性连接在静力荷载作用下的破坏形态、M-θ关系、初始刚度、极限承载能力等，以便为后续的周期荷载试验确定或修改构件尺寸、加载模式和数据采集方法等提供依据。
其次采用不同尺寸的构件试验，在构件的梁端按梯次逐渐施加循环反复荷载，通过用荷载和位移控制来测量连接的转角、梁端位移，顶底角钢、腹板角钢、螺栓、梁翼缘、柱翼缘的微应变。
2.2结果分析2.2.1破坏形式在小幅值周期荷载作用下，试件基木上都能保持良好的弹性状态，卸载后基本上没有残余变形，随着荷载幅值的加大或周期数的增多，连接的弹性性质越来越不明显，卸载后基木上不能回到原来的位置，塑性变形增大。
其破坏的模式主要有：螺栓滑移、转角过大以及顶底角钢扭转破坏。
部分试件出现的螺栓滑移现象，则可以通过刚度变化印证。
大部分试件都是由于梁的转角过大达到限值而破坏。
半刚性连接刚框架力学模型分析摘要：众所周知，节点的刚度影响着钢框架的结构性能。
要准确的确定节点的刚度值需要对节点采用复杂的数值模拟方法(如有限元)。
本文的主要目的是提出一个力学模型以分析节点刚度对框架性质的影响。
力学模型是基于用三个弹簧和一个不产生变形的节点模拟来描述相关节点和单元之间的平动位移和转动位移。
由此模型可以得到梁构件的刚度矩阵和受弯时的荷载向量。
本文举例说明了这种方法的简洁性和实用性。
关键词：刚接；半刚接；连接；计算模型；框架；塑性铰1.引言传统的钢结构分析和设计过程中，框架连接通常简化铰接或者刚接的。
理想的铰接意味着梁柱之间不传递弯矩，理想的刚接意味着连接该节点的构件之间不发生相互转动[1,2]。
但是，这两种情况是实际通常所用的大多数部分传递弯矩的连接的极端形式。
为评估框架的实际性能，有必要考虑连接柔度对框架性能的影响。
连接的柔度取决于紧固件的变形，连接的类型，它们的位置和连接构件的局部变形[7-9]。
连接细部构造涉及结构不同构件间的连接，因此，连接细部构造的任何改变都可能导致连接性质的明显变化[10-12]。
一些研究者如Kishi和Chen[9]收集了现有的实验结果并建立了钢结构连接的数据库，不但能提供给用户实验数据还能给出一些预测性的方程。
但是并不所有的结构工程师都可以接触到这些实验结果，并且当框架分析中连接的细部构造与现有的实验有明显的不同时，通过数据库得到的连接性质并不能正确的反映实际的连接。
De Lima[13]等人利用神经网络的概念来确定梁柱连接节点刚度的初始刚度。
但是这种方法使用范围有限，故作者并没有用实验数据对该方法的正确性加以验证。
Lopez[14]等人分析单层网格时基于数值模拟和实验结果建立了一种模型，该模型考虑了节点的刚度。
Del Savio等人也建立了半刚性连接节点的一种参数化的模型用来分析空腹梁。
梁柱连接实验结果[1,7,8,10_13,16]表明，在所有连接形式中，弯矩—转角关系都是呈非线性的并且随着连接刚度的变化而变化，两者的关系可用以下公式[17,18]表示：θ(1) =kMα由于有大量的参数影响连接的性质，故准确的模拟连接的性质就变得困难起来。
出于半剐性连接的初始剐度主要与连接件的抗弯刚度、板厚以及螺栓的分稀位置有关，本文以有柱加劲肋，端扳厚度为２０ｍｍ，排列四排螺栓，并且第ｌ排螺栓与第２｛｛｜＝螺栓、第３排螺栓‘ｉ第４排螺栓Ｉ’ＨＪ距为１２０ｍｍ分和的外伸端板螺栓连接为基本模型，然后分别去掉托加劲肋、增加端极厚度以及改变螺栓分布进行计算。
为了区别这些模型，简单称为：ａ无加劲肋：ｂ有加劲肋、端板厚度２０ｍｍ；ｃ端板厚度２５ｍｍ：ｄ四排螺栓、问距１００ｍｍ；ｅ五排螺栓：ｆ三排螺栓。
部分有限元模型如图３－６。
（ａ）无加劲肋（ｂ）有加劲肋（ｃ）螺栓详图图３－６部分有限元模型３．３２有限元模型计算分析３．３．２．１有无柱加劲肋的外伸端板连接的分析对有柱加劲肋和无柱加劲肋的外伸端板连接分别进行有限元计算。
首先，分析连接节点各个组件的应力变化。
全部荷载分两个荷载步分别施加，第一步施加约束荷载和螺栓预紧力，第二步施扭ｌ竖向位移荷载。
第一个荷载步施加完成后，部分汁算模型的应力分缔如图３－７所示。
ｌ枣ｌ（ａ）Ｏ所示为柱右侧翼缘相对应端板部分，阁（ｂ）为端板，两者的应力分布大致相同，都是螺栓孔周围２～３ｍｍ直径范围内有应力，且越靠近孔应力越大，越远离孔应力越小。
图（ｃ）为螺栓的应力分靠。
螺栓杆的应力分确ｊ是Ｉｈ杆的中问ｌ≈两端逐渐增大，螺栓杆与螺栓帽连接处最大。
螺栓帽的分却～方面是出圆心处逐渐向外递减，另一方面是由靠２９——（ａ）柱右冀缘（ｂ）端板（ｃ）螺栓（ｄ）柱腹板和粱腹板（ｅ）梁上下翼缘图３－７第ｌ荷载步作用下的应力分布云图（ａ）无加劲肋（ｂ）有加劲肋图３－８螺栓的应力分布云图３０——加劲肋柱翼缘的应力增加快慢不同，程度不同，图３－９为柱右侧翼缘的最后应力分布云图。
有无加劲肋粱端板的应力变化过程大致栩同，应力从第１排、第２排螺栓孔附近丌始增长，逐渐扩张到第ｌ排、第２排螺栓的中州部位，随后第３排、第４排巾ｌ－白Ｊ丌始出现应力增长，范ｃｌ；ｌ逐渐扩人。
钢框架半刚性连接研究与分析摘要：在钢结构设计与分析中，都将框架的梁柱连接节点设计成理想的铰接和刚接。
一般来说，连接对转动的约束达到理想刚接的80%时，就被视为刚接；但当梁柱轴线夹角的改变量在外力作用下达到理想铰接的90%时，即可被视为铰接。
所以，半刚性连接钢框架具有其自身的特点，不能简单地将其简化为理想刚接或铰接。
关键词：钢框架半刚性连接研究性能Abstract: in the steel structure design and analysis of the frame beam-column connection will be joint design ideal of a hinged and just answer. Generally speaking, the connection to the constraints of turning to achieve the ideal just answer 80%, will be seen as just answer; But when the beam axis Angle of change under external force to achieve the ideal of hinged 90% when, can be regarded as hinged. So, semi-rigid connection steel frame has the characteristics of its own, and can’t simply it is reduced to ideal just answer or hinged.Keywords: steel frame semi-rigid connection research performance引言在钢框架设计中,一般假定梁柱连接是完全刚性或完全铰接。
然而无论是在钢框架的施工,还是试验中,各国的学者们都越来越发现实际的钢框架连接方式往往介于两者之间,既不是完全刚性连接,又不是完全铰接连接,呈半刚性连接方式。
新型方钢管柱—H型钢梁半刚性连接钢框架抗震性能研究目前,装配式钢结构正快速发展,而传统焊接节点不利于施工、抗震性能差的弊端越来越明显,急需开发新型的节点形式来满足实际工程的需要并进一步促进钢结构装配式的发展。
本文介绍了一种新型的方钢管柱-H型钢梁半刚性节点,将其应用于框架来研究其抗震性能。
主要通过足尺拟静力试验和数值模拟两种研究方法,研究了新型半刚性连接钢框架的破坏形式、滞回性能、强度和刚度退化、延性和耗能能力等,分析了不同参数对其抗震性能的影响,还建立了三维新型半刚性连接钢框架模型研究其在多遇和罕遇地震下的抗震性能,为新型半刚性连接钢框架的实际工程应用做出参考。
对足尺新型半刚性连接钢框架沿梁轴线方向施加低周往复荷载进行拟静力试验,来研究框架的破坏特征和机理、应力应变规律、滞回性能、强度和刚度退化、延性和耗能能力,试验结果表明:新型半刚性连接钢框架破坏主要发生在节点域——槽型钢梁与外套筒焊缝开裂、H型钢梁屈曲变形、外套筒和柱翼缘变形等;新型半刚性连接钢框架滞回性能较好,承载力高,延性和耗能出色,且强度退化不明显,刚度退化较平稳。
通过ABAQUS有限元软件建立与试验一致的有限元模型,将模拟结果与试验结果进行了对比,并分析了框架各部位的应力应变,结果表明:有限元模型的破坏形式、应力应变分布以及抗震性能都与试验结果较为吻合,角钢、槽型钢梁等能有效地将塑性铰外移。
以基准模型为基础,在ABAQUS中建立另外11个有限元模型,分析了节点形式、框架跨度、框架层高、轴压比对新型半刚性连接钢框架抗震性能的影响,分析表明:新型节点能够有效的将塑性铰从梁端外移至槽型钢梁边缘,发挥梁的耗能能力,提高了框架的抗震性能,新型半刚性连接钢框架刚度和承载力远大于纯焊接框架;跨度对新型半刚性连接钢框架的影响较大,跨度增大能使梁塑性铰外移并充分发展,梁先于节点破坏,提高框架耗能能力;层高对新型半刚性连接钢框架有一定影响,层高增大滞回曲线饱满度不断减小,承载力和刚度降低,耗能能力下降;轴压比对新型半刚性连接钢框架的影响尤为显著,适当的柱轴压(0.2左右)有利于改善新型半刚性连接钢框架的破坏形式和抗震性能,充分发挥梁的耗能能力,但轴压过大会导致柱先于梁破坏,大大削弱框架的抗震能力。
