关于钢结构中梁柱铰接节点加劲肋作用的分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
！
● ● ● ● ●
一
一
＿、
ｆ
＿ ｒ…
Ｉ ｝ ｌ
ｌ Ｉ
Ｖ
一
图 １ 常见 铰 接 节 点
（） ａ 次梁梁端与 主梁的连接 ；ｂ 轻型柱脚 的连接 ；ｃ屋架支座的连接 （） （）
在 《 结构 连 接 节 点 设 计 手 册 》 ， 钢 中 粱柱 铰接 节 点 中 ， 工字 钢 梁 与 工 字 钢 柱 的 腹 板 相 连 接 时 ， 大 部 分 都 在 柱 上 设 置 了 绝 加劲肋或支托 。加劲肋 究竟 在梁 柱铰接 连接 中起到什 么作 用 ， 否 是 必须 设 置 的 ？本 文 取 下 图 ２所 示 的一 个 铰 接 节 点 是 进行 了理论和数值分析 。 加 劲 肋 的设 置 如 下 图 所 示 ２设 置 加 劲肋 的理 论 分 析 由梁 端 传 来 的 剪 力 作 用 到 柱 子 腹 板 上 时 ， 力 对 腹 板 中 剪 心存在偏心 （ 如下 图 ３所示 ）产 生附加弯矩 。若没 有设置 图 ， ２中所示 的加劲肋 ， 则腹 板受到较 大弯矩 的作用 ， 于失稳 ， 易 连接板与腹板之间的焊缝受到 附加弯矩 和剪 力 的综合 作用 ，
值分析 ， 中考虑材料 非线性 的作 用。 其 ［ 关键词］ 钢结构
Ｔｈ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ｏ ｅｏｆｓｉｆ ｎ ｒ ｉ ｈ ｔｅ ｅ ｍ － ｃ ｌ ｎ ｎ ｅ ｏ ｅ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｆｔ ｅ ｒ ｌ ｔｆ ｅ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓｅ ｌｂ ａ ｏ ｕ ｍ ｈｉ ｇ ｄ ｎ ｄ ｓ
ｓｄ ｒ ｄ ｉｅｅ ．
Ｋｅ ｒｓ．ｓｅｌｓｒ ｃｕ ｅ ｉｇ ｄｎ ｄ ｓ ｙｗｏｄ ． ｔｅ ｔｕ ｔｒ ；ｈｎ ｅ ｏ ｅ ；ＡＢＡＱＵＳ；ｍａｅ ｉｌ ｏ ｌ ｅ ｒｔ ｔｒａ ｎｉ ａｉｙ ｎ ｎ
１钢 结 构 铰 接 连 接 节 点 综 述
铰接连接节点 ， 从理论上讲是 完全不 能承受弯矩 的连接 节点 ， 因而 一 般 不 能 用 于 构件 的拼 接 连 接 ； 铰接 连接 节 点 通 常 只 用 于 构 件 端 部 的 连 接 ， 如柱 脚 、 的 端 部 连 接 和 桁 架 、 比 梁 网 架杆件的端部连接等 。但 是在建筑 结构 中， 为铰接 的连接 作 节点 ， 其特性并 未完全铰接 ， 图 １ 如 所示 的常用连接节点 ； 它 对弯矩并非完全不能承受 ， 只是抗 弯刚度远低 于构件 的抗 弯 刚度 ， 因而 在 工 程 实 际 中把 它 视 作 铰 接 连 接 来 处 理 ， 是 简 便 这 可行 的 ， 并不会 降低 杆件 的承载能力 。
无 加 劲肋
有 加 劲 肋
图 ３ 剪 力 偏 心
３设 置 加 劲 肋 的 数 值 分 析 为 了 验 证上 述 结 论 ， 以 在通 用 有 限 元 软 件 ａ ａｕ 建立 可 ｂｑｓ 分析模 型， 用节 点承受 的剪力 Ｖ来 评价节点 的承载力 ， 利 同 时 考 察 节 点 的 变形 。 （ ）节 点 相 关 尺 寸 如下 图所 示 １ （ ）模 型 注 意 事 项 ２
①柱子 的上下端采用 固定边界条件。由于在节点上下留 有足够的柱子长度 ， 所以上下端 固定可 以模拟 节点的变形特
性；
从而使节点的承载力降低 ， 同时连 接板的转角很 大 。若 设置 了加劲肋 ， 则连接板不再是单纯的一块板 ， 而是一个程度很小
的工 字 钢 ， 刚度 很 大 ， 时增 加 的上 下 两 块 加 劲 板 （ 同 即工 字 钢
Ａ ｓ ｒ ｃ ：Ａｔｆ ｓ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｓ ｍｍａ ｉｅ ｈ ｔ ｅ ｉｇ ｏ ｎ ｃ ｉ ｇ ｎ ｄ Ｔｈ ｎ ｕ ｉｇ ｔ ｅｆ ｉ ｌ ｎ ｏ ｔ ｒ ＡＱＵＳ，ｔ ｅ ｂ ｔａ ｔ ｉ ｔｔ ｉ ａ ｅ ｕ ｒ ｒｚ ｓ ｔ ｅ ｓ ｅ ｌｈ ｎ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｏ ｅ ｎ ｅ ｓｎ ｈ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｅ ｍｅ ｔｓ ｆｗａ ｅＡＢ ｈ
．
ｎ ｍ ｅ ｉａ ａ ａｙ ｉ ｆｔ ｅ ｒ ｌ ｆｔ ｅ ｓ ｉ ｅ ｅ ｎ ｔ ｅｂ ａ ｓ ｅ ｌ ｉ ｇ ｏ ｎ ｃ ｉ ｇ ｎ ｄ ｓｉ ａ ｒｅ ，ｂ ｈ ｔ ｒ ｌｎ ｎ ｉｅ ｒｔ ｏ — ｕ ｒｃ ｌ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ｏ ｅｏ ｈ ｔ ｆ ｎ ｒｉ ｈ ｅ ｍ ｔ ｅ ｎ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｏ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉｄ ｙ ｔ ｅ ｍａ ｅ ｉ ｏ ｌ ａ ｉ ｃ ｎ ｆ ｈ ｎ ａ ｎ ｙ
２ ６
福建建设科技 ２１． ｏ２ ０１Ｎ ．
■建筑 结构
关 于钢 结 构 中梁 柱 铰 接 节点 加劲 肋 作 用 Fra Baidu bibliotek分析
肖然 （ 同济大学 土木 工程学 院 ）
［ 摘 要］ 综述钢结构铰接连接 节点， 用 Ａ Ａ 使 Ｂ ＱＵＳ有 限元软件对 钢结构 中梁柱铰接连接 节点 中加 劲肋的作 用进行 了数 铰接 节点 ＡＢ ＡＱＵＳ 材料 非线性
一 可 — — — — ＿ ＿
｛一 ———
＿＿ —
—
—＿
—
＿
， ｊ
苎 型
ＡＡ —
！！ ！
图 ２ 梁柱 铰 接 时 加 劲 肋布 置
的翼缘 ） 又与柱子 的腹板相连接 ， 从而使得节点的整体刚度有 了很大 的提 高 ， 到剪力作 用时 ， 管有弯矩的作用 ， 是节 受 尽 但 点变形很小 ， 节点 的承载力有很大的提 高。
作者简介 ： 肖然 （９ ６ ８ ）男 ， １ ８ ． － ， 工科 硕士 ， 研究 方向 ： 钢结构 和高耸结
构。
② 材料 采 用 Ｑ２ ５钢 ， 一 ２ ０ ×１ ａ ｕ ０３ 采 用 ３ Ｅ ． ６ ０ ＭＰ ， 一 ． ， 理 想 弹塑 性 模 型 ， 应 地 ， 析 时要 考 虑 非 线 性 。 相 分 ③ 采 用 三 维 二 次 缩 减 积 分 单 元 Ｃ Ｄ２Ｒ， 于 采 用 的 是 ３ ０ 由 二 次单元所 以可 以在厚度方向仅划分一个单元 。这样可 以减 少计算量 。
● ● ● ● ●
一
一
＿、
ｆ
＿ ｒ…
Ｉ ｝ ｌ
ｌ Ｉ
Ｖ
一
图 １ 常见 铰 接 节 点
（） ａ 次梁梁端与 主梁的连接 ；ｂ 轻型柱脚 的连接 ；ｃ屋架支座的连接 （） （）
在 《 结构 连 接 节 点 设 计 手 册 》 ， 钢 中 粱柱 铰接 节 点 中 ， 工字 钢 梁 与 工 字 钢 柱 的 腹 板 相 连 接 时 ， 大 部 分 都 在 柱 上 设 置 了 绝 加劲肋或支托 。加劲肋 究竟 在梁 柱铰接 连接 中起到什 么作 用 ， 否 是 必须 设 置 的 ？本 文 取 下 图 ２所 示 的一 个 铰 接 节 点 是 进行 了理论和数值分析 。 加 劲 肋 的设 置 如 下 图 所 示 ２设 置 加 劲肋 的理 论 分 析 由梁 端 传 来 的 剪 力 作 用 到 柱 子 腹 板 上 时 ， 力 对 腹 板 中 剪 心存在偏心 （ 如下 图 ３所示 ）产 生附加弯矩 。若没 有设置 图 ， ２中所示 的加劲肋 ， 则腹 板受到较 大弯矩 的作用 ， 于失稳 ， 易 连接板与腹板之间的焊缝受到 附加弯矩 和剪 力 的综合 作用 ，
值分析 ， 中考虑材料 非线性 的作 用。 其 ［ 关键词］ 钢结构
Ｔｈ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ｏ ｅｏｆｓｉｆ ｎ ｒ ｉ ｈ ｔｅ ｅ ｍ － ｃ ｌ ｎ ｎ ｅ ｏ ｅ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｆｔ ｅ ｒ ｌ ｔｆ ｅ ｅ ｎ ｔ ｅ ｓｅ ｌｂ ａ ｏ ｕ ｍ ｈｉ ｇ ｄ ｎ ｄ ｓ
ｓｄ ｒ ｄ ｉｅｅ ．
Ｋｅ ｒｓ．ｓｅｌｓｒ ｃｕ ｅ ｉｇ ｄｎ ｄ ｓ ｙｗｏｄ ． ｔｅ ｔｕ ｔｒ ；ｈｎ ｅ ｏ ｅ ；ＡＢＡＱＵＳ；ｍａｅ ｉｌ ｏ ｌ ｅ ｒｔ ｔｒａ ｎｉ ａｉｙ ｎ ｎ
１钢 结 构 铰 接 连 接 节 点 综 述
铰接连接节点 ， 从理论上讲是 完全不 能承受弯矩 的连接 节点 ， 因而 一 般 不 能 用 于 构件 的拼 接 连 接 ； 铰接 连接 节 点 通 常 只 用 于 构 件 端 部 的 连 接 ， 如柱 脚 、 的 端 部 连 接 和 桁 架 、 比 梁 网 架杆件的端部连接等 。但 是在建筑 结构 中， 为铰接 的连接 作 节点 ， 其特性并 未完全铰接 ， 图 １ 如 所示 的常用连接节点 ； 它 对弯矩并非完全不能承受 ， 只是抗 弯刚度远低 于构件 的抗 弯 刚度 ， 因而 在 工 程 实 际 中把 它 视 作 铰 接 连 接 来 处 理 ， 是 简 便 这 可行 的 ， 并不会 降低 杆件 的承载能力 。
无 加 劲肋
有 加 劲 肋
图 ３ 剪 力 偏 心
３设 置 加 劲 肋 的 数 值 分 析 为 了 验 证上 述 结 论 ， 以 在通 用 有 限 元 软 件 ａ ａｕ 建立 可 ｂｑｓ 分析模 型， 用节 点承受 的剪力 Ｖ来 评价节点 的承载力 ， 利 同 时 考 察 节 点 的 变形 。 （ ）节 点 相 关 尺 寸 如下 图所 示 １ （ ）模 型 注 意 事 项 ２
①柱子 的上下端采用 固定边界条件。由于在节点上下留 有足够的柱子长度 ， 所以上下端 固定可 以模拟 节点的变形特
性；
从而使节点的承载力降低 ， 同时连 接板的转角很 大 。若 设置 了加劲肋 ， 则连接板不再是单纯的一块板 ， 而是一个程度很小
的工 字 钢 ， 刚度 很 大 ， 时增 加 的上 下 两 块 加 劲 板 （ 同 即工 字 钢
Ａ ｓ ｒ ｃ ：Ａｔｆ ｓ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｓ ｍｍａ ｉｅ ｈ ｔ ｅ ｉｇ ｏ ｎ ｃ ｉ ｇ ｎ ｄ Ｔｈ ｎ ｕ ｉｇ ｔ ｅｆ ｉ ｌ ｎ ｏ ｔ ｒ ＡＱＵＳ，ｔ ｅ ｂ ｔａ ｔ ｉ ｔｔ ｉ ａ ｅ ｕ ｒ ｒｚ ｓ ｔ ｅ ｓ ｅ ｌｈ ｎ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｏ ｅ ｎ ｅ ｓｎ ｈ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｅ ｍｅ ｔｓ ｆｗａ ｅＡＢ ｈ
．
ｎ ｍ ｅ ｉａ ａ ａｙ ｉ ｆｔ ｅ ｒ ｌ ｆｔ ｅ ｓ ｉ ｅ ｅ ｎ ｔ ｅｂ ａ ｓ ｅ ｌ ｉ ｇ ｏ ｎ ｃ ｉ ｇ ｎ ｄ ｓｉ ａ ｒｅ ，ｂ ｈ ｔ ｒ ｌｎ ｎ ｉｅ ｒｔ ｏ — ｕ ｒｃ ｌ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ｏ ｅｏ ｈ ｔ ｆ ｎ ｒｉ ｈ ｅ ｍ ｔ ｅ ｎ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｏ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉｄ ｙ ｔ ｅ ｍａ ｅ ｉ ｏ ｌ ａ ｉ ｃ ｎ ｆ ｈ ｎ ａ ｎ ｙ
２ ６
福建建设科技 ２１． ｏ２ ０１Ｎ ．
■建筑 结构
关 于钢 结 构 中梁 柱 铰 接 节点 加劲 肋 作 用 Fra Baidu bibliotek分析
肖然 （ 同济大学 土木 工程学 院 ）
［ 摘 要］ 综述钢结构铰接连接 节点， 用 Ａ Ａ 使 Ｂ ＱＵＳ有 限元软件对 钢结构 中梁柱铰接连接 节点 中加 劲肋的作 用进行 了数 铰接 节点 ＡＢ ＡＱＵＳ 材料 非线性
一 可 — — — — ＿ ＿
｛一 ———
＿＿ —
—
—＿
—
＿
， ｊ
苎 型
ＡＡ —
！！ ！
图 ２ 梁柱 铰 接 时 加 劲 肋布 置
的翼缘 ） 又与柱子 的腹板相连接 ， 从而使得节点的整体刚度有 了很大 的提 高 ， 到剪力作 用时 ， 管有弯矩的作用 ， 是节 受 尽 但 点变形很小 ， 节点 的承载力有很大的提 高。
作者简介 ： 肖然 （９ ６ ８ ）男 ， １ ８ ． － ， 工科 硕士 ， 研究 方向 ： 钢结构 和高耸结
构。
② 材料 采 用 Ｑ２ ５钢 ， 一 ２ ０ ×１ ａ ｕ ０３ 采 用 ３ Ｅ ． ６ ０ ＭＰ ， 一 ． ， 理 想 弹塑 性 模 型 ， 应 地 ， 析 时要 考 虑 非 线 性 。 相 分 ③ 采 用 三 维 二 次 缩 减 积 分 单 元 Ｃ Ｄ２Ｒ， 于 采 用 的 是 ３ ０ 由 二 次单元所 以可 以在厚度方向仅划分一个单元 。这样可 以减 少计算量 。