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本文系统地归纳了国内外轻钢结构的发展概况及其优缺点,介绍了轻钢结构门式刚架节点的设计方法、节点钢材的性质、螺栓的强度、焊缝的特性以及连接的形式。分析了节点端板厚度、螺栓类型、端板的加劲肋等因素对节点刚度以及抗弯承载力的影响。 探讨了门式刚架两种端板节点连接的半刚性特性,确定了节点刚接、铰接和半刚接划分的标准;分析了节点受力时的弯矩转角曲线关系;提出了节点的初始刚度的计算方法;提出了节点极限弯矩的计算公式,并与规范关于节点抗弯承载力计算的结果进行了比较。 对门式刚架节点性能进行了试验研究。重点介绍了外伸端板高强螺栓连接的实验过程及实验分析结果,介绍了各组试件的形状尺寸、加载装置、测量仪器安放、测点的布置等;给出加载方式及测出的M-φ曲线;计算出试验节点的初始刚度;推导水平集中力作用下单跨门式刚架考虑节点半刚性的侧移计算公式。 按推导的公式编程计算了不同形式(端板外伸式、端板平齐式、端板斜接、柱腹板加劲)、不同端板厚度、不同螺栓直径的门式刚架梁柱端板节点的初始刚度、节点极限弯矩,并比较了不同端板厚度、不同节点力臂、不同螺栓直径和强度等级、不同连接形式下初始刚度和极限弯矩的变化。选取不同跨度、不同高度、柱脚刚结的一组门式刚架,计算了其在柱顶水平集中力、竖向均布荷载作用下节点刚度与梁柱线刚度之比对跨中挠度及弯矩的影响。 得到设计中关于节点刚度的的一些认识:1.增加端板厚度,在一定范围内能提高节点的初始刚度;2.采用斜截面梁并在梁柱交接处局部加腋能明显提高节点刚度和梁的抗弯能力;3.在允许的施工条件下,应优先采用外伸式端板斜放节点,有利于提高节点刚度,进而提高节点的抗弯能力;4.节点刚度与其连接构件的刚度比值β0.1时,可按铰接节点设计;β≥26时,可按刚接节点设计。