槽钢加劲肋在梁柱连接中性能研究.pdf

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1、2010年6月２１世纪建筑材料第2卷第3期June201021stCENTURYBUILDINGMATERIALSVol.2No.3槽钢加劲肋在梁柱连接中性能研究123于茹苏磊董建（1.250100山东省济南市济南大业建筑工程咨询有限公司；2.250001山东省济南市山东省建筑设计研究院；3.100037北京市中国建筑股份有限公司）［摘要］在工业建筑中为了满足工艺方面的特殊要求节省空间一些管道沿柱腹板通行，为此作者论述了梁柱端板螺栓连接的一种加劲方式，即采用槽钢代替薄钢板作为加劲肋。对一无加劲肋和一有槽钢加劲肋的梁柱节点简

2、化模型进行有限元模拟分析，通过计算结果的对比分析，研究槽钢作为加劲肋对节点受力性能的影响。研究表明采用槽钢加劲肋的节点的强度和刚度有了显著提高。［关键词］梁柱连接；端板；槽钢；加劲肋；有限元建模［中图分类号］TU39［文献标志码］Ａ［文章编号］１００３－１３２４（２０10）－０3－００６７－０５求，第一、节点要有足够的强度承受塑性铰弯矩；第1引言二、节点在承受这些弯矩时，能够提供足够的塑性转钢框架结构的梁柱节点的问题研究一直是工程角。他们建议的设计方法建立在某些特定的屈服线界技术问题的热点和难点之一，目前国内外的许多研形式

3、上，给出确定螺栓尺寸和端板厚度的计算方法。究人员、学者已作了大量的研究工作，取得了丰硕的Srouji［5］也利用屈服线分析的方法提出了四种不成果。在轻型建筑钢结构的梁柱抗弯连接中，端板连同形式端板的设计方法，给出考虑撬力作用以后的接节点最为经济，它比通常梁柱的腹板-翼缘连接节螺栓受力计算公式，并通过一些相应的试验结果验省材料，而且避免现场焊接，所以目前它已成为抗弯证了其屈服线分析的合理性。连接的主要形式。关于端板的梁柱连接节点的研究，1.2国内的主要研究成果试验方法研究、理论分析以及计算机数值模拟都取得陈绍蕃［6］就门式刚

4、架端板螺栓连接的特性、设计了长足的进步。问题进行了全面论述，包括刚性连接应满足的要求、1.1国外的主要研究成果端板螺栓连接的形式和构造、螺栓计算、端板厚度确加拿大的SherbourneAN和BahaariMR采用定和刚度的检验，并在此基础上引出实用计算方法。ANSYS4.4有限元分析程序对钢结构螺栓端板连接节郭兵等人［7，8］对钢框架梁柱端板连接节点的滞回性［1］点进行了分析。分析中认为螺帽始终与端板紧密接能进行了试验研究，研究结果表明：端板连接具有良好触，故螺帽与端板的接触点分享同一节点，认为螺栓的延性和耗能能力，节点的

5、转角都超过了0.03rad，端孔与螺杆之间在理论上没有连接。当接触面闭合时，板刚度是影响节点滞回性能和极限承载力的决定因考虑摩擦系数为0.05。后来他们又对螺栓端板连接素，端板较薄时，端板加劲肋不但可以显著提高端板［2，3］进行了参数分析和理论公式研究。刚度，而且可以延缓梁翼缘与端板间焊缝的开裂，有［4］Mann和Morris总结了以往的研究成果，并提出效提高承载力，减小撬力，最后根据试验结果提出了了一种新的外伸式端板连接节点的设计方法。他们设计和施工建议。建议，节点在塑性设计时必须满足下面两个基本要荆军、王元清、石永久等

6、［9］采用有限元模型对梁柱端板连接节点进行了内力和变形分析，研究了此收稿日期：2010-０４-0１类节点的性能和设计计算方法，并结合工程实际提出68２１世纪建筑材料2010了设计建议。另一模型是无加劲肋连接，有四个10.9级M20的高1.3本文讨论内容强度螺栓，通过有限元模型模拟研究连接的性能。无加劲肋的梁柱连接在张拉区的变形的柱翼缘2.1几何模型很难满足强度和刚度标准。在端板连接中，减小柱翼节点由一个长为1500mm的悬臂梁连接于一长缘变形的传统方法是使用焊接的横向加劲肋，还可在为1800mm的柱的跨度中央构成，在梁端作

7、用一垂柱腹板一侧或两侧焊接补强板阻止板区剪切破坏（见直集中荷载。由于模型在结构和受力上有对称性，利图1）。本文讨论一种加劲方式，即在梁柱螺栓抗弯连用对称性模型都只建1/2结构。两节点模型的柱均采接中用槽钢代替薄板作为加劲肋（见图2），这种设计用H-150×150×7×10，梁均采用一厚度为22mm的钢可以避免焊接的缺点，有较大的实用价值。采用有限板，端板均采用410mm×150mm×22mm。槽钢加劲肋元软件ANSYS对有槽钢加劲肋和无加劲肋的端板螺的长度为470mm，厚度为9mm，其弯角处的外部半栓连接节点进行了三维非线

8、性有限元分析研究槽钢径为18mm。加劲肋对连接性能的影响。1.柱；2.槽钢加劲肋；3.端板；4.梁；5.螺栓图3梁柱端板螺栓连接（带槽钢加劲肋）图1普通加劲方式2.2有限元模型本文根据分析特点，采用了三种单元类型：三维实体单元、接触单元、预张拉单元。对梁柱、螺栓、端板、槽钢加劲肋实体都用SOLID185