轻钢结构T型钢连接节点的受力性能研究

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轻钢结构以其造价低、施工速度快、环保节能,目前在我国被广泛应用,随之带来的问题较多,尤其在连接节点部位。本文总结了国内外轻钢结构的发展概况,以及T型钢连接节点的国内外研究现状,针对轻钢结构T型钢连接节点,从理论计算和有限元分析两个方面对其受力性能进行了研究。在理论计算方面,参照轻钢规程及以往国内外学者的研究,根据节点构造对T型钢连接节点受力性能的影响分析总结了相应的理论计算方法,并依据这些方法通过计算实例得出节点各个组成因素对节点受力性能的影响。在有限元分析方面,本文考虑了材料非线性、几何非线性和状态非线性,用通用有限元软件ANSYS10.0对轻钢结构T型钢连接节点的受力性能进行了系统的研究。通过对多个模型进行单调加载,得出多个模型的Mises应力云图及位移图、节点的弯矩和转角数值以及各个模型的M-θr曲线等,并对有限元结果进行了系统的分析研究。通过将理论计算和有限元分析研究结果相结合,得出以下主要结论:从多个系列试件的计算结果看,T型钢连接节点具有较大的转动刚度和极限承载力;T型钢连接节点是一种半刚性连接节点;节点的极限承载力和转动刚度主要取决于T型钢翼缘厚度、柱翼缘厚度、梁的高度、水平加劲肋的设置以及T型钢翼缘与柱翼缘连接处竖向螺栓间距,而其他因素的影响较小。根据各个因素对T型钢连接节点受力性能的影响,提出了相应的设计意见。本文通过理论计算以及ANSYS有限元程序深入地分析了轻钢结构T型钢连接节点在单调荷载作用下,各种因素对节点的承载力以及转动刚度的影响,得出的结论为轻钢结构T型钢连接节点的理论和设计方法的研究应用提供了有价值的数据和参考依据。
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