论文部分内容阅读
在冷弯薄壁型钢中,节点的连接方式多为螺栓连接或自攻螺钉连接,这样的做法既可以保证连接的可靠,又便于施工,可加快施工进度。但是在实际的工程设计中,这种连接方式往往被简化为理想铰接模型来计算(尤其是桁架体系中)。虽然这样的假设可以使计算与分析大大简化,但实际上该种连接具有承担一定弯矩的能力,同时它也会产生一定的变形,我们这种特性称之为半刚性。正因为冷弯薄壁型钢结构具有半刚连接的特性,因此,在分析中应考虑计入半刚性对结构内力和变形的影响。 本文针对冷弯薄壁钢结构的杆件特性及节点构造特征,在引入若干基本假定的基础上,从梁柱单元的一般经典刚度方程出发,通过改变单元刚度矩阵中的部分项以得到考虑薄壁杆件影响、结构几何非线性影响和连接的柔性影响后的杆件单元刚度矩阵,进而得到端部具有任意半刚性连接的单元刚度方程。利用上述的经过修正的单元刚度矩阵,编制了用于研究半刚性连接冷弯薄壁型钢结构有限元程序SRCFTWS。并利用该程序对半刚性连接的冷弯薄壁型钢结构进行了非线性分析。 通过分析半刚性连接的冷弯薄壁型钢桁架结构的内力和变形可以看到,与理想铰接模型计算结果相比,节点的竖向位移、杆件的轴力均减小,说明节点刚度的增加对整个桁架的整体刚度的提高是有帮助的;杆件自身刚度较弱,半刚性产生的杆端弯矩较小,桁架次应力影响小。通过计算半刚性连接的冷弯薄壁型钢桁架结构的承载力发现它比按铰接模型计算的桁架承载力高,且杆件的计算长度是主要的影响因素。 本文还分析从轻钢龙骨体系中简化出来的半刚性连接的冷弯薄壁型钢框架结构,发现了单榀框架自身的抗侧刚度较弱,对整个结构不能提供足够的抗侧刚度,必须考虑利用与柱相连的板件来承担水平荷载。 在对改进的半刚性连接冷弯薄壁型钢框架分析后,发现其结构的抗侧刚度明显好于前例,可以作为今后发展冷弯薄壁型轻钢龙骨体系的方向之一。