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梁柱连接在钢结构中起着举足轻重作用,其性能直接影响着结构的强度、刚度、和稳定等性能。而梁柱连接处应力集中,内力分布复杂,其设计计算和施工处理很复杂,性能难以控制,因此受到人们的广泛重视。为了简化计算,传统的刚框架分析和设计中,一般都假定梁柱连接是完全刚接或理想铰接。然而大量的工程实践和理论实验证实,梁柱连接是介于刚性与柔性之间,是半刚性的。所以基于假设的设计可能是不安全或保守的,并不能反映实际情况。
本文在参照前人所做工作的基础上,对带腹板双角钢的顶底角钢连接这种典型的半刚性连接在静载作用下受力性能进行研究。采用有限元软件对主要构件的项底角钢,腹板角钢,高强螺栓,梁柱建立有限元模型进行三维非线性有限元模拟,分析节点应力分布,塑性发展,变形特性,接触摩擦状态以及破坏模式,得到M-0曲线、极限弯矩承载力、初始连接刚度等连接性能数据,探讨了此类节点连接的主要受力性能。
通过正交试验级差分析,计算分析项底角钢厚度,腹角钢厚度,螺栓直径,腹角钢高度四个因素对极限弯矩承载力、初始连接刚度影响程度的强弱。并利用线性回归分析分析方法推导了这种半刚性连接在静载下,当其他因素条件给定时,极限弯矩承载力、初始连接刚度和这四个因素之间的函数关系,得出近似的线性回归公式。提出合理的节点构造,为我国钢结构设计规范关于半刚性节点具体设计方法提供有益的补充。