高层钢框架结构梁柱连接节点性能研究

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1、高层钢框架结构梁柱连接节点性能研究1绪论1.1钢结构的应用发展及现状钢材本身具有强度高，自重轻，抗震性能好，施工速度快，环境污染小等独特的优点，因此，以钢结构为主的建筑是一项很有发展前途的建筑体系[1-2]，钢材一直被广泛地应用于建筑行业，在国外发达国家，特别是澳大利亚，日本等国，小高层、高层钢结构住宅的广泛使用达50%。美国钢框架住宅占20%。高层建筑方面的研究，我国还需要再接再厉，努力达到发达国家的水平，由于钢材价格昂贵，因此解决经济问题势在必得，当然技术研究仍是重中之重。近些年来，我国经济快速发展，钢产量不断提高，钢结构逐渐被人们重视。高层建筑的建设速度

2、之快、数量之多也是世界罕见，仅上海一地就足以证明，目前上海已拥有高层建筑3000多幢。有人形象地称中国现在每天建设一栋高层建筑。上海金茂大厦（88层，420.5m）和环球金融中心（95层，460m）的成功建造标志着我国以钢结构为主的高层建筑进入世界前列。从古至今，人类一直就有登高通天的欲望，希望可以建造出上达天际的建筑。在古代，建筑多采用木结构，由于建筑材料和施工技术的限制，建筑物不可能建设的很高，但也不乏高耸入云之作，比如，埃及最大金字塔胡夫金字塔（khufu）高146.5米；目前世界上最高的木结构建筑佛公释迦塔，建于辽清宁二（公元1056年）颖上县，山西。

3、而真正关乎人类生活的实用性高层建筑还是19世纪工业革命之后，随着钢铁在建筑中得以广泛应用,现代高层建筑很快在世界各地发展起来，建筑高度一再被刷新。近年来，世界各国在城市建设方面，有逐步向高层发展的趋势，高层建筑物可达数百米以上，而高度在50米左右的高层建筑物正在各国大规模的普遍兴建，这些高层建筑的承重骨架绝大部分是以钢结构为主。另外，在工业建筑方面，由于工艺流程的要求，多高层的工业建筑也在不断增加，在高层工业建筑中，由于负载很大且要求很大的柱距，为了加快建设速度，提前投产，也多以采用钢结构的承重骨架为主。.1.2研究高层钢框架结构梁柱的连接及应用现状基于钢材所

4、具有强度高、抗震性能好、施工速度快以及环境污染小等优点，以钢结构为主的多层和小高层建筑在不断增加，应用领域不断扩大，并逐步向高层和超高层领域发展。目前，世界上很多著名的高层建筑都采用了钢结构，比如，高度508米的台北101大厦，高度460米的上海环球金融中心，高度421米的上海金茂大厦，高度234米的CCTV新中央大楼以及位于美国芝加哥的高度442.3米的西尔斯大厦，以及美国纽约高度达319米的克莱苏勒大厦等。框架结构在钢结构建筑中是比较常见的一种结构体系，主要由梁、柱和节点组成，梁柱连接节点质量的好坏直接影响到整个钢结构的安全稳定性，是钢结构设计的关键。在传

5、统的钢框架分析和设计中，梁柱连接可以考虑为三种类型：刚接、铰接和半刚接。不同的梁柱连接形式在建筑物遭受破坏时所承担的破坏能力是大不相同的，可见，连接的性能研究相当重要，梁柱连接是钢框架中不可或缺的部分，因此，设计时必须满足强节点、弱构件之原则。2钢框架结构传统梁柱连接节点的研究2.1轻钢框架结构建筑轻钢结构就是经常所说的轻型钢结构，主要有以下三种建筑结构形式：①钢管结构；②冷弯薄壁型钢钢结构；③轻型门式钢架房屋钢结构。轻钢结构是一种新型建筑材料，具有轻型美观、成本低、施工周期短等多重优点，因此广泛应用于工业厂房、仓库、报刊岗亭及商业建筑等。这里所说的轻钢并不单

6、纯指重量轻，它是指围护是用轻质材料。主要的情感结构建筑材料有H、C、Z、V型钢和彩色夹芯板等。随着我国钢产量的不断增加，建筑钢结构工程也有了更坚实的物质基础，而且，由轻型彩色钢板制成了屋面和墙体围护新结构形式，极大节约了用钢量。与轻钢相对的当然是重钢，但国家规范和技术文件中并没有重钢一说。普通钢结构中包含各种钢结构，也就是说很多建筑都是轻、重钢都有。轻的也有一些具体内容，仅局限于单层门式钢架。由此可见，轻钢与重钢的区别不在于结构本身的轻重，而在于它所承受的围护材料的轻重，当然对于轻钢与重钢的判定标准，即使很有经验的设计师也不能完全说明白。轻钢结构的应用目前还不

7、是很成熟，但却是一种很有前景的结构体系。特别是设计时考虑较薄板件的局部失稳。对于居住建筑，一般用于多层（4～6层）和高度24米以下（7～9）的高层，例如一般的工农业、商业、服务性建筑等。通过增加消能部件，也可用于更高层，对于更高层的轻钢结构性能研究，科研人员一直在努力。对于非居住建筑，轻钢结构的应用也十分迅速，并逐步向多层居住建筑扩展。主要以四层以下的门式轻钢结构为主，例如轻工、电子、仓库、加工的车间等，跨度一般大于20米。轻钢结构应用广泛，正是由于以下特点：抗震性好：轻型钢结构具有良好的延性，抗震性能好，尤其对于板肋结构体系有着更强的抗震性和抵抗水平荷载的能

8、力，可以抵抗8级以上地震。抗风性好：同