豎向荷載及地表變形作用下半剛性鋼框架內(nèi)力計(jì)算方法研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)促使其不斷地被推廣和普及，對(duì)其的研究也越來越多。鋼框架作為鋼結(jié)構(gòu)一種重要結(jié)構(gòu)形式，已被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑中，也因其優(yōu)越的變形性能，越來越多的應(yīng)用于采空區(qū)地表沉陷區(qū)，而梁柱節(jié)點(diǎn)的連接形式作為鋼框架的重要組成部分，往往被簡(jiǎn)化成剛性連接或鉸接，但實(shí)際情況卻居于剛接和鉸接之間，這樣就導(dǎo)致結(jié)果有很大誤差?；诖耍疚闹饕芯控Q向荷載以及地表變形作用下半剛性鋼框架內(nèi)力近似算法。
　　本文首先是通過理論分

2、析建立框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下半剛接彎矩M和剛接彎矩Mr之間的函數(shù)關(guān)系，即M=uMr，推導(dǎo)出可考慮連接非線性的內(nèi)力近似手算方法，建立了不同條件下的內(nèi)力計(jì)算公式，并進(jìn)行了各公式的適用性分析。采用 Kishi-Chen冪函數(shù)模型模擬節(jié)點(diǎn)的非線性行為，并運(yùn)用ANSYS進(jìn)行對(duì)比分析。半剛性框架算例分析表明：運(yùn)用本文方法得出的結(jié)果，與采用COMBIN39單元模擬連接所分析的結(jié)果非常接近；節(jié)點(diǎn)彎矩較小時(shí)，可以采用初始剛度模擬節(jié)點(diǎn)連接特性，但節(jié)點(diǎn)彎矩

3、較大時(shí)，必須考慮節(jié)點(diǎn)的非線性。
　　然后，運(yùn)用有限元軟件通過改變節(jié)點(diǎn)剛度、結(jié)構(gòu)層數(shù)及跨數(shù)來分析研究豎向荷載作用下框架半剛性節(jié)點(diǎn)處彎矩分配規(guī)律，發(fā)現(xiàn)梁柱節(jié)點(diǎn)剛度對(duì)框架內(nèi)力影響明顯，連接剛度越大越接近剛接，越小越接近鉸接；框架層數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)β-α函數(shù)關(guān)系影響非常??；框架跨數(shù)僅對(duì)單跨到雙跨影響較大外，對(duì)雙跨到多跨影響很小。并通過理論推導(dǎo)得到了均布荷載作用下等跨半剛性框架結(jié)構(gòu)的梁端彎矩函數(shù)β-α關(guān)系式，并與有限元進(jìn)行了算例對(duì)比驗(yàn)證；并推導(dǎo)出單

4、跨半剛性框架在任意豎向荷載作用下的β-α函數(shù)關(guān)系式。
　　最后，通過理論分析變換將傳統(tǒng)計(jì)算方法運(yùn)用到地表變形作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及側(cè)移的計(jì)算分析上，研究了單一地表變形和組合地表變形作用下框架結(jié)構(gòu)性能變化規(guī)律，并與ANSYS有限元分析及足尺物理試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明：豎向變形主要影響框架梁，且對(duì)各層均有影響；水平變形主要影響框架柱，但僅局限于框架底部?jī)蓪?，以上各層影響非常?。珊雎裕?；組合地表變形是水平和豎向變形的共同作用，其影