钢框架半刚性连接及其性能的研究综述.pdf

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1、２０１４年第１５期（总第１４４期）江西建材应用研究钢框架半刚性连接及其性能的研究综述■赵建，杨磊，苏东辉■黑龙江科技大学建筑工程学院，黑龙江哈尔滨１５００２１摘要：结合近年来国内外钢结构梁柱半刚性连接方法的研究资料，对钢框架半接、铰接连接、半刚性连接。美国荷载抗力系数设计（ＬＲＦＤ）规范中指刚性连接的特性进行分析。定了全约束型（ＦＲ）和部分约束型（ＰＲ）两种类型的构造。其中全约束关键词：钢框架半刚性性能框架结构型相当于美国钢结构学会容许应力设计规范中的刚性连接，部分约束型则指代铰接连接和半刚性连接。如采用部分约束性，在分析与设计传统上，为

2、了简化计算，通常在钢框架的分析与设计中将钢框架的中必须充分考虑连接柔性的影响。梁柱节点连接假设为完全刚接或理想铰接。就完全刚接这一假设而我国关于钢矿街结构梁柱节点性能的研究较晚，但在市场经济迅言，在框架发生变形时梁柱之间因没有相对转动，导致其夹角不变。而速发展的背景下，钢材产量逐渐增长，钢框架结构在土木工程中的应用理想铰接这一假设则意味着梁和柱之间无法传递弯矩，且应用铰实现也更加广泛。在这样的背景下，钢框架半刚性连接的性能也引起国内连接的梁与柱会独立地转动。类似上述这些传统的假设，会导致钢框学者更多的关注，并取得十分卓著的成果。饶晓峰于１

3、９９０年，提出高架的分析与计算时的量受到一定影响。强度螺栓连接的单因素协调计算方法。王燕等于２０００年对高层钢框１半刚性连接含义与类型架梁柱半刚性连接性能进行分析，总结了梁外伸端板厚度计算方法。１．１半刚性连接含义陈绍蕃于２０００年对端板连接构造形式、端板厚度、螺栓计算、节点刚度因钢结构设计与分析中将梁柱连接节点的设计局限于较为理想的等计算方法进行了分析。刚接和铰接，在连接对运动约束达到理想刚接的８０％时，则称为刚接。３钢框架半刚性连接的特性在梁柱轴线夹角改变量受到外力作用达到９０％时，则称为铰接。但实对于钢结构梁与柱的连接而言，其主要作

4、用是在钢结构构件之间际上，钢框架结构梁柱节点在受到外部荷载作用的前提下，因其自身材传递轴力、剪力、弯矩、扭矩。通常我们在研究平面问题的时候，可以将料的本构关系、节点连接区域的非线性，以其由此因其的几何非线性会扭转的影响予以忽略，对于现行的多数半刚性连接来讲，轴向变形、剪使得钢框架的结构整体、构件、连接区域对于外部荷载的反应，既属于切变形和转动变形之间的相比都很小。因此在钢框架半刚性连接的设材料非线性，也属于几何非线性。在实际工程中，大部分节点均处于刚计和计算中，需要结合具体的使用目的，去考虑连接的转动变形问题。接和铰接之间，即半刚性连接。

5、１．２半刚性连接类型钢结构半刚性连接是将理想的刚接与铰接两者相结合，综合刚接与铰接的特点，在外力荷载下承受一定弯矩的同时也会相应产生一定转角。所以说，半刚性连接钢框架具有其自身的特性，不能简单的理解或分类为理想假设的刚接或者铰接。半刚性连接主要是通过摩擦型高强螺栓与连接件将钢结构的梁和柱连接起来，目前较为常见的连接类型包含顶底角钢、顶底角钢连接、外伸端板连接、短Ｔ型钢连接、双腹板角钢连接。图１：半刚性连接弯矩与转角的关系图２：半刚性连接弯矩与转角的特性顶底角钢和双腹角钢因其破坏形式具有明显的复杂性，且承载力从图１与图２中，不难发现所有连接

6、显示的Ｍ－θ特性，均处在理的相关影响因素较多，在实际工程中还未开展应用，但一些国家通过辅想连接条件和完全刚性条件之间。同时，半刚性连接的关系在全部实助焊接处理技术，实现了这两种节点连接方式的应用。现阶段，顶底脚际加载范围内通常呈非线性。在同一连接中初始始度Ｒｋｉ一般大于切钢因其中承载力离散程度较大，还处于试验研究的阶段，尚未开展应线刚度Ｒｋｔ。用。外伸端板连接具有传力路线明确、计算简单的特点，在实际工程中在钢结构半刚性连接中，决定半刚性连接非线性特性的因素较多，应用广泛。短Ｔ型钢连接具有刚度较大的特点，在多层或高层钢框架如连接组合材料自身

7、的不连续、连接组合中一些组合构件的局部屈服、连接组合中的构件或构件之间的承压接触引起应力与应变集中、连接中已逐渐应用。附近梁与柱的翼缘和／或腹板局部屈伸、外部荷载下连接整体的几何变２国内外研究概述化。上述因素均能引起连接的非线性特性。早在二十世纪三十年代，工程领域就开始了对半刚性连接的探索，半刚性连接的非线性特性决定了在不同加载过程中连接刚度呈现并意识到半刚性连接对于钢框架反应具有重要影响。１９１７年，Ｗｉｌｓｏｎ和非线性变化，从而对连接分析与计算带来不良影响。在计算连接抗弯Ｍｏｏｒｅ首次提出了铆钉连接的柔度。三十年代，英国、美国和加拿大

8、的一承载力时，存在两种连接刚度的选用方法，一种是初始刚度Ｒｋｉ，因一般些学者纷纷对梁柱连接弯矩－转角曲线进行了研究，试图为半刚性连接大于切线刚度Ｒｋｔ，所以计算出的抗弯承载力有一定的不安全因素