下载文档原格式
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。
钢结构连接节点的设计与优化钢结构连接节点是整个结构体系中至关重要的部分。
其设计与优化直接关系到钢结构的安全性、经济性和可靠性。
在钢结构工程中，连接节点的设计与优化是一个复杂而关键的过程，需要综合考虑力学行为、材料特性和施工工艺等多个方面因素。
本文将探讨钢结构连接节点的设计与优化所涉及的关键点和策略。
一、连接节点的类型钢结构连接节点主要分为刚性节点和半刚性节点两种类型。
刚性节点是指连接中的转角可以被忽略的节点，通常包括刚性钢构件的直接焊接和螺栓连接。
而半刚性节点则是指连接中的转角不能被忽略的节点，一般采用柱接肢的焊接或螺栓连接。
节点类型的选择取决于结构的设计要求和力学性能。
二、连接节点的设计原则1. 强度原则：连接节点必须具有足够的强度和刚度以承受结构产生的力和变形，防止连接失效或产生破坏。
2. 刚性原则：钢结构的刚性连接节点有助于提高结构的整体刚性，保证结构在运行过程中的稳定性和可靠性。
3. 经济性原则：连接节点的设计应该尽可能地经济、简单，以减少材料的消耗和施工的难度。
4. 效率原则：连接节点设计要高效可靠，以确保合理利用材料、降低能耗和减少施工周期。
三、连接节点的优化策略在连接节点的设计与优化过程中，需要综合考虑以下几个方面的因素：1. 材料选择：根据结构的需求和应力特点，选择合适的材料，如高强度钢、耐磨性钢等。
2. 焊接技术：采用适当的焊接工艺和焊接材料，确保焊接接头的强度和可靠性。
3. 螺栓连接：合理选择螺栓规格、数量和布置方式，确保螺栓的强度和连接性能。
4. 强度分析：利用有限元分析等方法，对连接节点的强度和刚度进行评估和优化，以确保其满足设计要求。
5. 考虑施工工艺：在连接节点的设计中考虑到施工的方便性和有效性，减少施工难度和成本。
6. 研究和借鉴经验：学习借鉴已建成的、相似结构的连接节点设计经验，提高连接节点设计的效率和可靠性。
四、存在的挑战和解决方法在连接节点的设计与优化中，一些常见的挑战包括：1. 复杂的力学行为：连接节点受到多个力的作用，需要综合考虑弯曲、剪切、压力和承载等因素。
钢结构是一种广泛应用于建筑、桥梁和其他工程中的结构形式。
它具有高强度、抗震性能好、施工时间短等诸多优点。
而钢结构的节点则是主要承载和连接结构构件的关键部位。
钢结构的节点分类对工程设计和施工具有重要意义。
本文将对钢结构的节点分类进行详细阐述。
引言概述：钢结构是一种以钢材为主要构造材料的结构形式，具有许多优点，如高强度、抗震性能好、施工时间短等。
节点作为钢结构中的关键连接部位，在结构的承载和连接中起着重要作用。
钢结构的节点分类是根据不同的连接方式和构造特点对节点进行划分，以便工程设计师和施工人员能够更好地理解和处理不同类型的节点。
正文内容：一、刚性连接节点：1.刚性连接节点的定义和特点2.角钢刚性节点的构造和应用3.板式刚性连接节点的构造和应用4.管件刚性连接节点的构造和应用5.刚性连接节点的设计原则和注意事项二、柔性连接节点：1.柔性连接节点的定义和特点2.悬挑柔性连接节点的构造和应用3.悬挂柔性连接节点的构造和应用4.切割板柔性连接节点的构造和应用5.柔性连接节点的设计原则和注意事项三、半刚性连接节点：1.半刚性连接节点的定义和特点2.角钢半刚性连接节点的构造和应用3.板式半刚性连接节点的构造和应用4.切割板半刚性连接节点的构造和应用5.半刚性连接节点的设计原则和注意事项四、刚柔刚连接节点：1.刚柔刚连接节点的定义和特点2.挠性支撑连接节点的构造和应用3.桁架支撑连接节点的构造和应用4.箱梁支撑连接节点的构造和应用5.刚柔刚连接节点的设计原则和注意事项五、混合连接节点：1.混合连接节点的定义和特点2.弹簧支撑连接节点的构造和应用3.自复位连接节点的构造和应用4.高强度连接节点的构造和应用5.混合连接节点的设计原则和注意事项总结：钢结构的节点分类对工程设计和施工具有重要意义。
通过刚性连接节点、柔性连接节点、半刚性连接节点、刚柔刚连接节点和混合连接节点的详细阐述，我们可以了解不同类型节点的定义、特点、构造和应用。
引言概述:钢结构节点是指连接钢构件的关键部位，它在钢结构中起着承载和传递力的重要作用。
本文将继续探讨钢结构节点类型，以及其在实际工程中的应用。
通过深入研究节点类型，我们可以更好地理解钢结构的力学性能，为工程设计提供参考。
正文内容:1.刚性节点1.1界面刚度与强度1.2节点刚度的评估方法1.3刚性节点的应用场景1.4刚性节点的设计原则1.5刚性节点的施工要点2.半刚性节点2.1半刚性节点的定义和特点2.2半刚性节点的设计原则2.3半刚性节点的施工要点2.4半刚性节点的优缺点2.5半刚性节点的应用案例3.可变刚度节点3.1可变刚度节点的分类3.2可变刚度节点的设计方法3.3可变刚度节点的施工要点3.4可变刚度节点的应用案例3.5可变刚度节点的未来发展趋势4.滑动节点4.1滑动节点的特点和作用4.2滑动节点的设计原则4.3滑动节点的施工要点4.4滑动节点在地震设计中的应用4.5滑动节点的性能与可靠性评估5.复杂节点5.1复杂节点的定义和特点5.2复杂节点的设计流程5.3复杂节点的分析方法5.4复杂节点的施工要点5.5复杂节点的装配与细部处理总结:通过本文对钢结构节点类型的分析，我们了解了刚性节点、半刚性节点、可变刚度节点、滑动节点和复杂节点的特点和应用。
每种节点类型在实际工程中都有着重要的作用，设计和施工过程中需要考虑节点的刚度、强度、可靠性以及与其他结构部件的连接方式。
未来发展趋势表明，随着工程技术的不断进步，钢结构节点将更加多样化和复杂化，需要更为精准的设计和施工方法。
因此，深入研究和探索钢结构节点类型是非常有必要的，这将进一步推动钢结构行业的发展和创新。
钢框架半刚性节点发展综述杨子仪发布时间：2021-07-28T11:56:23.137Z 来源：《基层建设》2021年第14期作者：杨子仪[导读] 钢框架梁柱节点受力复杂、变形严重和传力路径不明确等问题。
据震害结果表明，钢框架梁柱节点处是建筑结构的薄弱之处广州大学土木工程学院广东广州 510006摘要：钢框架梁柱节点受力复杂、变形严重和传力路径不明确等问题。
据震害结果表明，钢框架梁柱节点处是建筑结构的薄弱之处，在地震作用下发生重大的破坏。
结合近年来有关钢框架梁柱半刚性节点的研究资料，对钢框架半刚性节点进行总结分析。
关键词：钢框架；半刚性节点；地震作用一、引言地震作为人类面临的最大自然灾害之一，地震灾害具有坏灭性、随机性和不可预测等特点，对人类的生存和经济社会的发展都造成了重大威胁。
在地震作用下，对钢结构而言，梁柱连接节点是结构的易损区域。
钢框架结构梁与柱的节点连接形式通常由栓接连接焊接的形式，曾经被人们一致认为焊接梁柱节点具有良好抗震性能。
然而，在1994年美国的Northridge地震[1-3]与1995年的日本阪神地震中[4]，在震后调查中，发现许多受害严重的建筑结构梁柱节点上存在脆弱性破坏。
特别是梁与柱翼缘连接处的焊缝区，大多节点在很低的塑性水平下出现了脆性断裂，从而揭示了节点的脆性破坏是焊接连接存在的缺陷。
为避免钢框架节点处发生脆性破坏，国内外专家学者提出将梁柱节点的塑性铰移至远离近柱端的粱截面上的设计方法，并设计出一系列的钢框架半刚性连接节点。
此类节点既可以传递弯矩，又能在梁柱之间产生一定的转角，正是处于传统铰接节点与完全刚接节点之间。
通过大量的理论、实验研究，以及相关的实际工程在地震中的效果。
结果表明，此法有效的转移塑性铰的位置，从而保护结构。
近年来，考虑结构的震后可修复性、破坏部件的可更换性，传统的钢框架半刚性节点存在不易更换和修复的问题，新型钢框架梁柱连接节点成为了研究的热点，新型半刚性节点既可以实现转移塑性铰位置，又有利于震后修复和更换的目标。
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。
型钢混凝土结构节点做法分析型钢混凝土结构节点是指在建筑物或桥梁等结构中，使用型钢与混凝土相结合的一种节点做法。
这种节点做法能够充分发挥型钢和混凝土的优势，提高结构的承载能力和抗震性能。
下面将从节点的类型、设计原则、施工要点、节点的优点等方面进行分析。
首先，型钢混凝土结构节点可以分为刚性节点和半刚性节点两种类型。
刚性节点是指节点中型钢与混凝土的刚度接近或相等，两者之间不产生相对位移。
半刚性节点是指节点中型钢与混凝土之间存在一定的刚度差异，但两者之间能够通过承载力传递相对位移。
在设计型钢混凝土结构节点时，需要遵循以下原则。
首先，节点要满足结构的强度和刚度要求，能够承受来自其他构件的荷载。
其次，节点要具有良好的疲劳性能和耐久性能，能够满足结构的使用寿命要求。
同时，节点要考虑施工的可行性，尽量采用简单的构造和施工工艺。
最后，节点的设计还需要满足抗震要求，能够在地震发生时保证结构的稳定性和安全性。
在进行型钢混凝土结构节点的施工时，需要注意以下要点。
首先，要保持型钢与混凝土的良好粘结，可以采用合适的连接方式，如焊接、螺栓连接等。
其次，要合理布置和加固节点的箍筋，增加节点的抗剪承载能力。
同时，还需要进行适当的防腐措施，防止节点发生锈蚀和腐蚀。
最后，在施工过程中要进行质量检验，确保节点的设计和施工质量符合规范要求。
型钢混凝土结构节点的设计有以下优点。
首先，型钢与混凝土的组合能够充分发挥两者的优势，提高结构的整体性能。
其次，型钢的使用可以减小节点的体积，提高空间利用率。
同时，型钢的高强度和刚度可以提高节点的承载能力和刚度。
另外，型钢还具有良好的疲劳性能，能够抵抗结构在长期荷载作用下的疲劳破坏。
最后，型钢混凝土结构节点的施工相对简单，适用性广泛。
综上所述，型钢混凝土结构节点是一种结构设计和施工的重要部分。
通过合理的设计和施工措施，能够充分发挥型钢和混凝土的优势，提高结构的性能和安全性。
这种节点做法在建筑物和桥梁等工程中具有广泛的应用前景。
半刚性框架节点性能随着我国钢结构建筑产业的不断发展,多高层钢框架结构的应用越来越多。
在钢框架的传统分析和设计中,是将框架的梁柱连接假定成完全刚接或理想铰接。
虽然,上述对连接性能的理想化假设简化了钢框架的分析和设计过程,但采用理想的连接模型在很多情况下不能正确地预测结构的实际受力性能。
另外,现行规范(GB50017-2003)虽然提到了半刚性连接,但是并没有说明如何进行设计。
半刚性连接不但对结构的内力及位移产生影响,而且对结构的稳定、动力特性也产生影响.目前的研究仅对这些问题提出了一些建议,但在结构设计中如何合理地把半刚性连接对结构性能的影响考虑进去,这些建议不够全面。
围绕这一问题,本文对一种典型的半刚性连接--带双腹板顶底角钢半刚性连接的性能进行了探讨和研究。
本文简要地介绍了半刚性节点的研究现状、各国规范梁柱连接的设计计算内容和方法、梁柱连接的类型和半刚性连接的特性,探讨了半刚性连接的M-θ特征曲线及其拟合方法,以及带双腹板顶底角钢半刚性连接初始刚度以及弯矩承载力的计算公式。
其后,本文利用ANSYS程序对带双腹板顶底角钢半刚性连接进行非线性有限元计算分析,并与试验结果分析比较,结果与试验结果吻合较好.最后,本文对带双腹板顶底角钢半刚性连接提出了改善建议,并且对改善模型进行计算,得出一些结论并提出了相应的设计建议。
【相似文献】[1]. 焦洪宇,段敏.Pro/E模型导入ANSYS问题的研究[J].辽宁工学院学报, 2004,(06)[2]. 关文勇.开设CAE/FEA/ANSYS应用课程的实践和探索[J].成都电子机械高等专科学校学报, 2000,(03)[3]. 杨宝山,上官兴,徐海燕,李锦华.恒载作用下桥梁桩基础三维仿真分析[J].江西科技师范学院学报, 2005,(04)[4]. 江彦.将CAE进行到底[J].中国制造业信息化, 2004,(02)[5]. 王凤丽,宋继良,谭光宇,刘美娟.在ANSYS中建立复杂有限元模型[J].哈尔滨理工大学学报, 2003,(03)[6]. 李艳,张林春,张文君,王效杰.ANSYS在道路路面结构计算中的应用[J].城市道桥与防洪, 2005,(02)[7]. 郭士雄,李国强.钢结构设计中对ANSYS的二次开发[J].四川建筑科学研究, 2005,(02)[8]. 关文勇.CAE/FEA/ANSYS在产品开发中的应用[J].成都电子机械高等专科学校学报, 1999,(04)[9]. 邵将,李世国.Pro/E与ANSYS的连接方法和应用实例[J].机械设计, 2004,(09)[10]. 杨明.Ansys软件与其它CAD/CAE/CAM软件的接口问题[J].哈尔滨铁道科技, 2004,(03)【关键词相关文档搜索】：结构工程; 半刚性连接; ANSYS; 带双腹板顶底角钢半刚性连接; 有限单元法【作者相关信息搜索】：西南交通大学;结构工程;黄慧萱;张上;。
0 引言钢结构是近年来发展迅速的一种建筑结构类型，其具有较高的强度和刚度，能够满足大跨度、超高层等特殊需求。
然而，在实际应用中，由于受到多种因素的影响，如地震、风、温度等自然力及人为误操作等，导致钢结构建筑的节点出现失稳与破坏的情况，研究钢结构梁柱节点的抗震性意义重大[1]。
针对此种情况，国内外研究学者纷纷投入其研究中，在国外，Agata G V 等[2]在研究半刚性和刚性梁柱节点连接静力性与动力性能的研究中指出，在一般情况下，半刚性节点的延性、耗能性相对较强，抗震性能更加优越。
Ruby F 等[3]在其研究中对钢结构梁柱节点梁翼缘削弱的“狗骨式”连接进行了往复加载试验，结果表明在不同荷载的作用下，节点的滞回曲线趋近于稳定丰满的状态，说明钢结构半刚性节点具有较强的延性。
在国内，丁克伟等[4]采用有限元模型，对隔板节点与垂直加劲肋节点的各抗震性能指标进行比较，并分析垂直加劲肋节点的长度与高度对其抗震性能的影响。
研究结果表明，加劲肋长度与高度对节点刚度的影响相对较大，并且在加劲肋长度不同的情况下，还会影响节点的承载力。
综上所述，国内外在钢结构半刚性节点极限承载力与抗震性能研究方面取得了相应的成效，并提出了不同节点的基本计算理论，为钢结构半刚性节点极限承载力与抗震性能的研究提供了指导。
本文旨在分析国内外关于钢结构建筑节点极限承载力与抗震性能研究的现状，通过节点有限元模型对半刚性节点受力情况与抗震性能进行分析，以期为钢结构建筑设计提供参考。
1 项目概况本工程183.8m 塔楼的结构体系主要包括钢管混凝土框架和核心筒。
其中，钢管混凝土框架主要由芯管和钢管组成，起到支撑作用，使整个结构更加坚固稳定；芯管的主要功能是将结构分成几个小隔间，并将它们与芯管连接；钢管混凝土框架主要由两部分组成，一部分是水平支撑部分，另一部分是垂直支撑部分。
水平支撑段钢管混凝土框架主要由柱和梁组成，而垂直支撑段的钢管混凝土框架则主要由芯管组成，通过连接柱和芯管可以形成一个整体。
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。
