钢框架半刚性连接研究与分析

钢框架半刚性连接研究与分析

【摘要】在钢结构设计与分析中，都将框架的梁柱连接节点设计成理想的铰接和刚接。一般来说，连接对转动的约束达到理想刚接的80%时，就被视为刚接；但当梁柱轴线夹角的改变量在外力作用下达到理想铰接的90%时，即可被视为铰接。然而，在实际工程中，大部分节点都是处于刚接和铰接之间的，即我们所说的半刚性连接。半刚性连接，将理想刚接和铰接这两者的特点结合起来，在承受一定弯矩的同时，也产生一定的转角。所以，半刚性连接钢框架具有其自身的特点，不能简单地将其简化为理想刚接或铰接。

【关键词】钢框架半刚性连接研究性能

Abstract: In the steel structure design and analysis of the frame beam-column connection will be joint design ideal of a hinged and just answer. Generally speaking, the connection to the constraints of turning to achieve the ideal just answer 80%, will be seen as just answer; But when the beam axis Angle of change under external force to achieve the ideal of hinged 90% when, can be regarded as hinged. However, in the actual engineering, most of the node is the just answer and between hinged, that what we call semi-rigid connection. Semi-rigid connection, ideal to just answer and the characteristics of the two hinged combination, under certain bending moment, but also produce a certain corner. So, semi-rigid connection steel frame has the charact eristics of its own, and can’t simply call just ideal or hinged.

Key Words: steel frame semi-rigid connection research performance

引言

在钢框架设计中,一般假定梁柱连接是完全刚性或完全铰接。然而无论是在钢框架的施工,还是试验中,各国的学者们都越来越发现实际的钢框架连接方式往往介于两者之间,既不是完全刚性连接,又不是完全铰接连接,呈半刚性连接方式。即实际的梁柱节点既可以传递一定的弯矩,又会在梁柱之间产生一个相对转角。所以,在钢框架设计中,把梁柱连接假定为完全刚性连接或完全铰接是不科学的,也是不符合实际的。因此很有必要对半刚性连接的特性作深入的研究,从而在将来的钢框架设计中按照实际的半刚性连接来考虑。

1、半刚性连接类型

半刚性连接主要通过摩擦型高强螺栓和连接件(角钢、短T型钢和端板)把梁、柱连接起来。常见的半刚性连接类型有:外伸端板连接,短T型钢连接,顶底角钢、双腹板角钢连接和顶底角钢连接,如图1所示。外伸端板连接因传力路线明确,计算简单而得到广泛应用。短T型钢连接因刚度较大,在多高层钢框架中也已开始使用。顶底角钢、双腹板角钢因破坏形式比较复杂,且影响承载力的因素较多,因

半刚性连接的一些概念

半刚性连接的一些概念 由于钢结构的特殊性,在处理有些铰接节点时,如果单纯按照铰接,则整个体系可能会是几何可变体系,但是按照刚接处理,又由于节点复杂在一些具体工程中很难做到.在GB 50017中提出了半刚接的可行性,但是并没给出范例.下面讲一些关于半刚接的相关概念. 以往我们对于节点模型的定义有两种：铰接和刚接。不能承受和传递弯矩作用的为铰接，能够承受和传递弯矩作用的是刚接。实际上这是为了便于就算分析,是对节点的理想化，在工程实际不可能存在理想的铰接和刚接节点。后来又提出了弹簧支座的概念，弹簧支座是介于铰接和刚接之间的一种过渡节点模型，但是它也是建立在弯矩与转角位移成线性关系假定基础上的，与工程实际贴近了一大步。半刚性节点是最近几年刚刚提出来的一种新的概念，它也是介于刚接和铰接之间的一种节点模型，但不同于弹簧支座，它考虑了弯矩与转角位移之间的非线性关系，目前这种节点模型还正处于研究阶段，工程也已一定的应用。半刚性节点连接目前尚处于研究阶段，需要大量的试验数据和理论分析。一般来说当梁采用端板与柱翼缘通过高强螺栓连接时、或梁的上下翼缘与柱通过角钢或T型钢连接时都属于半刚性连接。 设计和计算半刚性连接需要知道节点的弯矩－转角关系曲线，即节点的转动刚度.欧洲规范EC4规定当节点的转动刚度小于梁的线刚度的0.5倍时，可视为铰接；当节点转动刚度大于梁的线刚度的25倍时，可视为刚接；两者之间为半刚接；我国也有相关的研究成果，不过比较复杂。半刚性节点具有以下优点： 1）因考虑了节点区域的相对变形，可缓解杆件内应力集中； 2）地震荷载作用下，节点部位能量耗散作用可以降低位移反应； 3）灾后结构加固设计较容易处理； 4）半刚性节点引入结构分析，推动对结构设计过程的重视； 5）设计能够更接近结构的真实情况。 看看下面这个代表性的半刚接节点图:

多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与分析

多层钢结构模块与钢框架复合建筑结构设计与分析 发表时间：2018-05-28T11:29:11.480Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：赵阳 [导读] 摘要：随着建筑的使用功能被扩展，很多城市建筑都有多种功能设置需求，为了满足建筑的功能设计，设计人员在会通过将常规建筑结构改造为符合建筑结构，进一步对复合式的建筑进行设计。 黑龙江省纺织工业设计院 摘要：随着建筑的使用功能被扩展，很多城市建筑都有多种功能设置需求，为了满足建筑的功能设计，设计人员在会通过将常规建筑结构改造为符合建筑结构，进一步对复合式的建筑进行设计。而在搭建这种具有复合型结构的建筑时，设计人员需要结合应用多种设计方法，将钢框架设计法与多层钢结构模块设计法结合应用。使结构设计工作更具合理性，本文以实际的建筑设计案例为参考，对其该类建筑的结构设计方法进行研究。 关键词：多层钢结构模块；钢框架；复合建筑结构；设计方法 随着城市的现代化程度增强，很多复合式建筑出现在城市之中，虽然复合式建筑可以满足多种建筑应用需求，但是其结构设计工作却比一般的建筑的结构设计更为艰难，设计者需要对建筑的各个部分进行协调，避免建筑的不同部位出现冲突的情况。在设计复合式建筑的结构时，设计者常常会选择构建出钢框架与多层钢结构模块的复杂结构形式，本文对其设计状况进行分析。 1 案例情况分析 由于复合式结构建筑的设计工作难度系数高，本文将结构设计方法带入到实际的建筑结构设计工作之中，进行具体化分析，本文先对工程概况进行研究。 案例之中建筑属于办公楼，其位于城市新区之中，周围具有极为丰富的旅游资源，周边环境极好，与航海道相连，建筑的总体面积为2536.3m2，建筑总体层数为3层，局部位置为4层，建筑的整体高度为16.4m，建筑标准层的高度为3.9m，首层高度为5.4m，该建筑并没有地下空间，从其层数特点来看，可以被划分到多层建筑范围之中，选用的结构模式为复合式钢框架结构系统为钢结构模块。 2 设计概况 2.1 设计结构系统 在为该建筑提供结构设计时，需要做好模块单元的处理工作，在其他结构设计工作开始之前，先加工好结构单元，再将已经完成加工的结构单元运送到建筑现场，通过吊装的方法来安装模块单元，负责安装结构单元的工作人员需要事先了解吊装规范，按照规范完成安装模块单元，吊装的宽度大约为3m，高度不能超过4m。 建筑的结构设计工作需要以建筑的使用功能为参照，确保结构设计是符合建筑的功能设定的。由于该建筑为办公楼，因此其内部空间设计极为丰富，在首层位置有展示区、餐厅以及咖啡厅的设置需求，因此需要在首层预先留出比较大的空间，设计人员要将模块设置到相应的位置上。在该建筑的二层位置，需要搭建天桥，使建筑之中的人可以通过天桥达到西侧工厂之中，如果只使用单一化的控制方法，设计人员是难以完成多种建筑结构设计工作的，因此本文将框架设计法与模块设计法两种设计方法加以结合，在内部结构较为复杂的首层、二层以及三层应用框架设计法，而在对其他建筑空间结构进行设计时，应用单元模块设计法。 2.2 确定模块类型 在这种模块设计系统之中，可选用的设计方法有很多中，包括中柱单元、普通单元、支撑单元等。四种单元设计情况如图1所示。 图1 模块类型 2.3 设计结构构件 在对钢框架结构进行设计的时候，可以将H型钢梁与矩形钢管柱进行结合使用，在对梁柱的节点进行设计的使用，可以选用隔板贯通型的新型节点，借助隔板来打断梁柱没在连接梁柱的时候，采用焊栓混合连接的方法进行连接。这种结构连接方法具有受力性能比较好，安装工作也比一般的设工作更为便捷。 2.4 设计结构节点 节点设计也是初期结构设计环节之中的一个重点设计任务，在对连接方式进行选择的时候，可以选择螺栓拉杆、插销、特制铆钉电能几种连接方法，在开展连接节点这项工作的时候，不仅需要确保节点的刚度符合要求，同时还要对节点的强度进行测量，这种节点设计的优势在于，其传力系统较为可靠，在进行施工建设的时候也能降低施工难度。 3 模块设计情况分析 3.1 对节点进行简化 模块连接节点的简化要做到传力与实际的节点构造一致，具体简化方式为：考虑到上下模块之间各构件对模块柱的约束，模型中模块

半刚性连接刚框架力学模型分析

半刚性连接刚框架力学模型分析 摘要：众所周知，节点的刚度影响着钢框架的结构性能。要准确的确定节点的刚度值需要对节点采用复杂的数值模拟方法(如有限元)。本文的主要目的是提出一个力学模型以分析节点刚度对框架性质的影响。力学模型是基于用三个弹簧和一个不产生变形的节点模拟来描述相关节点和单元之间的平动位移和转动位移。由此模型可以得到梁构件的刚度矩阵和受弯时的荷载向量。本文举例说明了这种方法的简洁性和实用性。 关键词：刚接；半刚接；连接；计算模型；框架；塑性铰 1.引言 传统的钢结构分析和设计过程中，框架连接通常简化铰接或者刚接的。理想的铰接意味着梁柱之间不传递弯矩，理想的刚接意味着连接该节点的构件之间不发生相互转动[1,2]。但是，这两种情况是实际通常所用的大多数部分传递弯矩的连接的极端形式。 为评估框架的实际性能，有必要考虑连接柔度对框架性能的影响。连接的柔度取决于紧固件的变形，连接的类型，它们的位置和连接构件的局部变形[7-9]。 连接细部构造涉及结构不同构件间的连接，因此，连接细部构造的任何改变都可能导致连接性质的明显变化[10-12]。 一些研究者如Kishi和Chen[9]收集了现有的实验结果并建立了钢结构连接的数据库，不但能提供给用户实验数据还能给出一些预测性的方程。但是并不所有的结构工程师都可以接触到这些实验结果，并且当框架分析中连接的细部构造与现有的实验有明显的不同时，通过数据库得到的连接性质并不能正确的反映实际的连接。 De Lima[13]等人利用神经网络的概念来确定梁柱连接节点刚度的初始刚度。但是这种方法使用范围有限，故作者并没有用实验数据对该方法的正确性加以验证。Lopez[14]等人分析单层网格时基于数值模拟和实验结果建立了一种模型，该模型考虑了节点的刚度。Del Savio等人也建立了半刚性连接节点的一种参数化的模型用来分析空腹梁。 梁柱连接实验结果[1,7,8,10_13,16]表明，在所有连接形式中，弯矩—转角关系都是呈非线性的并且随着连接刚度的变化而变化，两者的关系可用以下公式[17,18]表示： θ(1) =kMα 由于有大量的参数影响连接的性质，故准确的模拟连接的性质就变得困难起来。总的来讲，初始刚度和极限弯矩是确定节点性质的最重要的两个方面。[2,17,18] 2.力学模型 由于有大量的参数影响连接的性质，故准确的模拟连接的性质就变得困难起来。总的来讲，初始刚度和极限弯矩是确定节点性质的最重要的两个方面。[2,17,18] 选用的力学模型[17]是基于用三个弹簧和一个不产生变形的节点模拟来描述结构的相关节点和单元之间的平动位移和转动位移。 (a)半刚性节点(b)不变形节点(c)杆单元和不变形节点 图1. 力学模型.

浅析半刚性连接对钢框架稳定性的影响

浅析半刚性连接对钢框架稳定性的影响 摘要：简要介绍几种典型半刚性连接方式，给出相应的弯矩—转角曲线，分析半刚性连接的受力和变形特性，总结半刚性连接对钢框架稳定性的影响因素。 关键词：半刚性连接、弯矩—转角、稳定、刚度 在现行钢结构的分析和设计中，为了简化计算，通常将钢框架梁柱节点简化为理想铰接或完全刚接。事实上，钢框架梁柱之间的连接既非完全刚性，也非理想铰接，在荷载作用下连接通常表现出一定的柔性，因此连接就本质而言应属于半刚性。考虑设计的简单和便捷，如果荷载作用下，连接的变形可以忽略时，则把连接简化为完全刚接，不会对框架的真实受力和变形带来较大的误差；同理，当连接的抗弯能力可以忽略，采用理想铰接模型则比较合理。但当连接的刚度处于完全刚接和理想铰接之间时，就应采用能够明确计入连接柔性影响的更为实际的分析方法[1]。连接的半刚性不仅改变钢框架梁-柱之间的弯矩分布，而且还会增加结构的水平位移，对结构的总体强度和稳定性造成较大的影响，因此对半刚性连接的特性需做深入的研究，以便在钢框架设计中按照实际的半刚性连接来考虑。 1 半刚性连接类型 见下图[2] （1）顶底角钢连接(2)双腹板顶底角钢连接(3)双/单腹板角钢连接 (4)短T型钢连接(5)外伸端板连接(6)平齐端板连接 矮端板连接 图一半刚性连接类型 2 半刚性连接的受力性能及特性 2.1 半刚性连接的受力性能 以单跨梁作为分析对象分析半刚性链接的受力性能。在均布荷载q的作用下，梁两端的连接分别是刚接、铰接和半刚性连接，梁的跨度为L。按照结构力学的方法，刚接时梁端弯矩为qL2/12，跨中弯矩为qL2/24，跨中最大挠度为

3-钢结构优化分析及设计

例题3 钢框架结构分析及优化设计 1

例题钢框架结构分析及优化设计 2例题.钢框架结构分析及优化设计 概要 本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍midas Gen的优化设计功能。midas Gen 提供了强度优化和位移优化两种优化方法。强度优化是指在满足相应规范的强度要求 条件下，求出最小构件截面，即以结构重量为目标函数的优化功能。位移优化是针对 钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功 能。本文主要讲述强度优化设计功能。 此例题的步骤如下: 1.简介 2.建立模型并运行分析 3.设置设计条件 4.钢构件截面验算及设计 5.钢结构优化设计

例题钢框架结构分析及优化设计1.简介 本例题介绍midas Gen的优化设计功能。例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。(该例题数据仅供参考) 基本数据如下： 轴网尺寸：见图2 柱:HW200x204x12/12 主梁：HM244x175x7/11 次梁：HN200x100x5.5/8 支撑：HN125x60x6/8 钢材：Q235 层高：一层 4.5m 二～六层 3.0m 设防烈度：8o（0.20g） 场地：II类 设计地震分组：1组 地面粗糙度；A 基本风压：0.35KN/m2； 荷载条件：1-5层楼面，恒荷载4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2； 6层屋面，恒荷载5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2； 1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m； 6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m； 分析计算考虑双向风荷载，用反应谱分析法来计算双向地震作用 3

例题钢框架结构分析及优化设计 4图1分析模型图2结构平面图

半刚性框架节点性能.

半刚性框架节点性能 随着我国钢结构建筑产业的不断发展,多高层钢框架结构的应用越来越多。在钢框架的传统分析和设计中,是将框架的梁柱连接假定成完全刚接或理想铰接。虽然,上述对连接性能的理想化假设简化了钢框架的分析和设计过程,但 采用理想的连接模型在很多情况下不能正确地预测结构的实际受力性能。另外,现行规范(GB50017-2003)虽然提到了半刚性连接,但是并没有说明如何进行设计。半刚性连接不但对结构的内力及位移产生影响,而且对结构的稳定、动力特性也产生影响.目前的研究仅对这些问题提出了一些建议,但在结构设计中如何 合理地把半刚性连接对结构性能的影响考虑进去,这些建议不够全面。围绕这一问题,本文对一种典型的半刚性连接--带双腹板顶底角钢半刚性连接的性能进行了探讨和研究。本文简要地介绍了半刚性节点的研究现状、各国规范梁柱连接 的设计计算内容和方法、梁柱连接的类型和半刚性连接的特性,探讨了半刚性连接的M-θ特征曲线及其拟合方法,以及带双腹板顶底角钢半刚性连接初始刚度 以及弯矩承载力的计算公式。其后,本文利用ANSYS程序对带双腹板顶底角钢半刚性连接进行非线性有限元计算分析,并与试验结果分析比较,结果与试验结果 吻合较好.最后,本文对带双腹板顶底角钢半刚性连接提出了改善建议,并且对改善模型进行计算,得出一些结论并提出了相应的设计建议。 【相似文献】 [1]. 焦洪宇,段敏.Pro/E模型导入ANSYS问题的研究[J].辽宁工学院学报, 2004,(06) [2]. 关文勇.开设CAE/FEA/ANSYS应用课程的实践和探索[J].成都电子机械高 等专科学校学报, 2000,(03) [3]. 杨宝山,上官兴,徐海燕,李锦华.恒载作用下桥梁桩基础三维仿真分析[J].江西科技师范学院学报, 2005,(04) [4]. 江彦.将CAE进行到底[J].中国制造业信息化, 2004,(02) [5]. 王凤丽,宋继良,谭光宇,刘美娟.在ANSYS中建立复杂有限元模型[J].哈尔滨理工大学学报, 2003,(03) [6]. 李艳,张林春,张文君,王效杰.ANSYS在道路路面结构计算中的应用[J].城 市道桥与防洪, 2005,(02) [7]. 郭士雄,李国强.钢结构设计中对ANSYS的二次开发[J].四川建筑科学研究, 2005,(02) [8]. 关文勇.CAE/FEA/ANSYS在产品开发中的应用[J].成都电子机械高等专科 学校学报, 1999,(04) [9]. 邵将,李世国.Pro/E与ANSYS的连接方法和应用实例[J].机械设计, 2004,(09) [10]. 杨明.Ansys软件与其它CAD/CAE/CAM软件的接口问题[J].哈尔滨铁道科技, 2004,(03) 【关键词相关文档搜索】：结构工程; 半刚性连接; ANSYS; 带双腹板顶底 角钢半刚性连接; 有限单元法 【作者相关信息搜索】：西南交通大学;结构工程;黄慧萱;张上;

钢结构的连接(课后习题)

第 2 章 钢结构的连接 一、选择题 1 直角角焊缝的强度计算公式 w c f l h N = t ≤ w f f 中，he 是角焊缝的——。 (A)厚度 (B)有效厚度 (C)名义厚度 (D)焊脚尺寸 2 对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时——。 (A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响 。 (C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取 f b ＝1．22 3 等肢角钢与钢板相连接时，肢背焊缝的内力分配系数为——。 (A)0．7 (B)0．75 (C)0．65 (D)0．35 4 直角角焊缝的有效厚度 c h ——。 (A)0．7 f h (B)4mm (C)1．2 f h (D)1．5 f h 5 在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于——· (A)60 f h (B)40 f h (C)80 f h (D)120 f h 6 角钢和钢板间用侧焊搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同 时，————。 (A)角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 (B)角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝 (C)角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 (D)由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用 7 不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力 N 之间的夹角满足——。 (A) q tan ￡1．5 (B) q tan >l，5 (C)q ≥70o (D) q ＜70o 8 产生焊接残余应力的主要因素之一是——· (A)钢材的塑性太低 (B)钢材的弹性模量太高 (C)焊接时热量分布不均 (D)焊缝的厚度太小 9 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用 Q345 时，焊条选用——。 (A)E55 (B)E50 (C)E43 (D)前三种均可 10 焊缝连接计算方法分为两类，它们是——。 (A)手工焊缝和自动焊缝 (B)仰焊缝和俯焊缝 (C)对接焊缝和角焊缝 (D)连续焊缝和断续焊缝

半刚性连接研究

半刚性连接研究 【摘要】目前，关于半刚性节点的理论研究落后于工程实践，急待形成设计的理论体系，特别是需要建立弯矩和转角的本构方程用于工程设计。结合国内其他单位的研究成果，对传统刚接刚架计算弯矩值用乘以弯矩系数的方法进行修正，得到半刚接刚架弯矩值，可应用于工程设计。分析结果表明，随着刚度比增大，节点约束程度减弱，刚架横梁跨中弯矩增大，梁端弯矩减小，节点半刚性对刚架受力性能有明显影响，在刚架分析和设计中应加以考虑。本文综合的对半刚性节点的内力分析、半刚接框架柱的稳定分析方法以及半刚性连接框架的变形特点进行了研究。 【关键词】半刚性节点；内力分析；变形特点；稳定性 1.半刚性节点研究的意义 在工程应用上，半刚性节点对抗震设计是很有利的。在经济方面，层数不超过10-15层的框架中，依靠梁柱组成的刚架体系来提供对水平力的抵抗是经济的。不论竖向荷载作用下是否承受弯矩，连接做成半刚性足够。故对半刚性节点的研究有很高的经济价值。目前对半刚性节点的研究主要有对节点本身性能的研究和节点对结构的影响两类。 2.半刚性节点试验研究 2.1试验概况 首先做了试件的静力试验，来确定半刚性连接在静力荷载作用下的破坏形态、M-θ关系、初始刚度、极限承载能力等，以便为后续的周期荷载试验确定或修改构件尺寸、加载模式和数据采集方法等提供依据。其次采用不同尺寸的构件试验，在构件的梁端按梯次逐渐施加循环反复荷载，通过用荷载和位移控制来测量连接的转角、梁端位移，顶底角钢、腹板角钢、螺栓、梁翼缘、柱翼缘的微应变。 2.2结果分析 2.2.1破坏形式 在小幅值周期荷载作用下，试件基木上都能保持良好的弹性状态，卸载后基本上没有残余变形，随着荷载幅值的加大或周期数的增多，连接的弹性性质越来越不明显，卸载后基木上不能回到原来的位置，塑性变形增大。其破坏的模式主要有：螺栓滑移、转角过大以及顶底角钢扭转破坏。部分试件出现的螺栓滑移现象，则可以通过刚度变化印证。大部分试件都是由于梁的转角过大达到限值而破坏。顶、底角钢是半刚性连接最薄弱的部件，由此产生的“转动变形”则是半刚性连接是否能正常工作的控制因素。

钢框架半刚性连接与分析论文

钢框架半刚性连接研究与分析 【摘要】在钢结构设计与分析中，都将框架的梁柱连接节点设计成理想的铰接和刚接。一般来说，连接对转动的约束达到理想刚接的80%时，就被视为刚接；但当梁柱轴线夹角的改变量在外力作用下达到理想铰接的90%时，即可被视为铰接。然而，在实际工程中，大部分节点都是处于刚接和铰接之间的，即我们所说的半刚性连接。半刚性连接，将理想刚接和铰接这两者的特点结合起来，在承受一定弯矩的同时，也产生一定的转角。所以，半刚性连接钢框架具有其自身的特点，不能简单地将其简化为理想刚接或铰接。 【关键词】钢框架半刚性连接研究性能 abstract: in the steel structure design and analysis of the frame beam-column connection will be joint design ideal of a hinged and just answer. generally speaking, the connection to the constraints of turning to achieve the ideal just answer 80%, will be seen as just answer; but when the beam axis angle of change under external force to achieve the ideal of hinged 90% when, can be regarded as hinged. however, in the actual engineering, most of the node is the just answer and between hinged, that what we call semi-rigid connection. semi-rigid connection, ideal to just answer and the characteristics of the two hinged combination, under certain bending moment, but also produce a certain corner. so,

钢框架结构计算书-毕业设计

摘要 该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）、《建筑抗震规范》（GB 50011-2010）、《混凝土结构规范》（GB 50010-2010）、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。 关键词结构设计；钢框架；独立基础；医用建筑

Abstract The calculations for the BinDao medical center clinic building steel frame building solutions and design calculations, based on the design and construction program structure given type. Design process based on structural loads standard (GB50009-2012) determine the structure of the load, in accordance with the Seismic Design of Buildings (GB50011-2010), design of steel structures (GB50017-2003) and the relevant requirements for structural design and calculation. The main work to complete the structure diagram layout and calculation of the identification, load statistics, internal force calculation and combination of primary and secondary beams and floor cross-section design and checking, node connection design, staircase design, basic design as well as project budget.Type of structure is steel frame structure, beams, columns of steel beams, steel columns, plates of composite slabs, column foot buried, reinforced concrete slab staircase stairs, independent foundation with a tapered base. Meanwhile, The calculations in the framework of the book lists the dead load, live load, seismic loads, wind loads bending moment, shear, axial force, and force combination table. Keywords Structural Design; Steel Frame;single footing medical building;

半刚性连接的一些概念

半刚性连接的一些概念 (2007-07-10 20:51:28) 转载 分类：不懂装懂 从中华钢结构论坛中整理出来的相关东西. 由于钢结构的特殊性,在处理有些铰接节点时,如果单纯按照铰接,则整个体系可能会是几何可变体系,但是按照 刚接处理,又由于节点复杂在一些具体工程中很难做到.在GB 50017中提出了半刚接的可行性,但是并没给出范例.下面讲一些关于半刚接的相关概念. 以往我们对于节点模型的定义有两种：铰接和刚接。不能承受和传递弯矩作用的为铰接，能够承受和传递弯矩作用的是刚接。实际上这是为了便于就算分析,是对节点的理想化，在工程实际不可能存在理想的铰接和刚接节点。后来又提出了弹簧支座的概念，弹簧支座是介于铰接和刚接之间的一种过渡节点模型，但是它也是建立在弯矩与转角位移成线性关系假定基础上的，与工程实际贴近了一大步。半刚性节点是最近几年刚刚提出来的一种新的概念，它也是介于刚接和铰接之间的一种节点模型，但不同于弹簧支座，它考虑了弯矩与转角位移之间的非线性关系，目前这种节点模型还正处于研究阶段，工程也已一定的应用。半刚性节点连接目前尚处于研究阶段，需要大量的试验数据和理论分析。一般来说当梁采用端板与柱翼缘通过高强螺栓连接时、或梁的上下翼缘与柱通过角钢或T型钢连接时都属于半刚性连接。 设计和计算半刚性连接需要知道节点的弯矩－转角关系曲线，即节点的转动刚度.欧洲规范EC4规定当节点的转动刚度小于梁的线刚度的0.5倍时，可视为铰接；当节点转动刚度大于梁的线刚度的25倍时，可视为刚接；两者之间为半刚接；我国也有相关的研究成果，不过比较复杂。半刚性节点具有以下优点： 1）因考虑了节点区域的相对变形，可缓解杆件内应力集中； 2）地震荷载作用下，节点部位能量耗散作用可以降低位移反应； 3）灾后结构加固设计较容易处理； 4）半刚性节点引入结构分析，推动对结构设计过程的重视； 5）设计能够更接近结构的真实情况。 看看下面这个代表性的半刚接节点图:

钢结构的“刚接”和“铰接”

钢结构中，梁与柱的连接通常采用3种形式，柔性连接（也称铰接）、半刚性连接和刚性连接。在工程实践中，如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度刚 性连接应不会产生明显的连接夹角变形，即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5%。 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板，用高强螺栓连接，或是用连于翼缘的上、下角 钢和高强螺栓。其设计要求如下： （1）端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶，拉力经受受拉翼 缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递，压力区螺栓 可少量设置，并和受拉螺栓一起传递剪力。 （2）上下角钢连接用上下角钢连接的节点中，受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下，不仅竖 肢变形，水平肢也变形。因此，角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征：抗弯刚度，转动刚度，延性（转动能力）。 抗弯承载力是连接强度的主要项目，此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说，承受弯矩 和剪力的能力应该不低于梁的承载能力，亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地 震区的框架应该要求更高，体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间，必须具有一定的抗弯能力。 连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现，它不是常量，转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此，应考察连接的初始刚 度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度，理论上需要达到无限大，但实际上只要 达到一定的限值就可以看作是刚性连接，问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标，塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力，以便后续的内力 重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性，梁柱间无相对转动，连接能承受弯矩。铰 支连接这种构造假定结构承受重力荷载时，主梁和柱之间只传递垂直剪力，不传递弯矩。这 种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中，为简化分析设计过程，梁柱连接被认作理想的铰接连 接或完全的刚性连接，并且认为：连接对转动约束达到理想刚接的９０％以上，可视为刚接；在外力作用下，柱梁轴线夹角的改变量达到理想铰接的８０％以上的连接视为铰接。采用理 想铰接的假定，将意味着梁与柱之间没有弯矩的传递，就转动而论，用铰连在一起的梁和柱 将相互独立地转动. 能抵抗弯矩作用的柱脚称为刚接柱脚，相反不能抵抗弯矩作用的柱脚称为铰接柱脚，刚接与 铰接的区别在于是否能传递弯矩，从实际上看，如果锚栓在翼缘的外侧，就是刚接，而且一 般不少于四个，如果在翼缘内侧，就是铰接，一般为两个或四个。 这两种柱脚很明显的区别就是对侧移控制，如果结构对侧移控制较严，则采用刚接柱脚，例 如有吊车荷载的情况，吊车荷载是动力荷载，对侧移比较敏感，而且侧移过大会造成吊车卡 轨现象，此时应把柱脚设计成刚接柱脚。 “如果是铰接柱脚需要加设抗剪键，地脚螺栓不能承受剪力的”本人的这句话说得有点不严谨，应该说“如果是铰接柱脚一般需要加设抗剪键”。因为钢结构铰接柱脚的柱脚轴力比较小，底 板和基础砼表现的摩擦力很少能满足要求，所以多数柱脚都需要设置抗剪键

钢框架结构毕业设计

钢框架结构毕业设计 【篇一：钢框架结构计算书-毕业设计】 摘要 摘要 该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷 载规范》（gb 50009-2012）、《建筑抗震规范》（gb 50011-2010）、《混凝土结构规范》（gb 50010-2010）、《钢结构设计 规范》（gb 50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平 面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础 设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基 础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、 地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。 关键词结构设计；钢框架；独立基础；医用建筑 燕山大学本科生毕业设计（论文） abstract the calculations for the bindao medical center clinic building steel frame building solutions and design calculations, based on the design and construction program structure given type. design process based on structural loads standard (gb50009-2012) determine the structure of the load, in accordance with the seismic design of buildings (gb50011-2010), design of steel structures (gb50017-2003) and the relevant requirements for structural design and calculation. the main work to complete the structure diagram layout and calculation of the identification, load statistics, internal force calculation and combination of primary and secondary beams and floor cross-section design and checking, node connection design, staircase design, basic design as well as project budget.type of structure is steel frame structure, beams, columns of steel beams, steel columns, plates of composite slabs, column foot buried, reinforced concrete slab staircase stairs, independent foundation with a tapered base. meanwhile, the calculations in the framework of the book lists the dead load, live load,

钢框架-中心支撑结构体系设计浅析

钢框架-中心支撑结构体系设计浅析 摘要：通过具体工程实例对钢框架-中心支撑结构体系进行分析，并进一步探讨钢框架-中心支撑结构体系的结构布置、结构分析、特殊构件与节点设计，以供设计参考。 关键词：钢框架-中心支撑；弹性时程分析；支撑与梁柱节点 1工程概况 某管理中心办公楼，地下1层，地上17层，建筑高度69.3m，标准层层高3.9m，总建筑面积44440m2。地下一层为车库及设备用房，地上部分主要功能为办公及会议，标准层结构平面布置见图1。 图1标准层结构平面布置图 工程抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度0.05g，II类场地。按百年一遇风荷载取值，基本风压0.45kN/m2，地面粗糙度B类。 2结构体系与布置 主体结构采用钢框架-中心支撑体系，方(或矩形)钢管混凝土柱、H型钢梁及H型钢支撑。地下一层钢框架外包混凝土形成钢骨混凝土结构，支撑下部的地下室部分改为钢筋混凝土剪力墙，基础采用独立基础加防水板。 建筑标准层平面长82m，宽28.2m，长宽比约为2.9，长宽比相对较大。中部为公用区域，左右两边各有一个采光天井，天井外侧仅有3.2m宽楼板相连。根据建筑平面，最终确定的标准层结构平面布置见图1。利用中部公用区域布置六榀、组合成两个槽型的支撑框架(位置见图1中的ZC-1、ZC-2)。考虑到建筑平面两侧楼板透空，仅在端部有部分楼板相连，使得部分框架不能连成整体，以致结构两侧刚度大大降低，扭转效应显著，在③、轴布置两榀混合支撑框架(位置见图1中的ZC-3)，以提高结构两端的刚度。各榀支撑框架立面见图2。结合建筑门洞口位置，ZC-1、ZC-2分别采用人字形支撑和V字形支撑。ZC-3上部为迭层混合空腹桁架；为满足建筑使用功能，支撑在五层向两侧框架进行转换，且转换后采用越层单斜杆支撑。为实现建筑主入口处门厅大空间要求，⑦、⑧轴框架局部抽柱并采用转换桁架进行托柱转换，⑦、⑧轴框架立面简图见图3。中部公用区域在、轴和、轴之间因设备管线布置及建筑净高要求，除个别楼层外无法设置钢梁(见图1、3)，为更好地协调各部分框架协同受力，增加结构整体性，楼板厚度设计为140mm，并采用双层双向配筋，同时在建筑端部透空楼板外的相连部分板中设斜向抗剪钢筋以增强其受力性能。

建筑工程项目钢结构构件的受力特点及其连接类型

建筑工程项目钢结构构件的受力特点及其连接类型 1.钢结构的连接 (1)焊缝连接：焊缝连接是目前钢结构的主要连接方法。 其优点是构造简单，节约钢材，加工方便，易于采用自动化 操作，不宜采用于直接承受动力荷载的结构，其他情况均可 采用焊缝连接。 (2)铆钉连接：铆接由于构造复杂，用钢量大，现已很少 采用。因为铆钉连接的塑性和韧性较好，传力可靠，易于检 查，在一些重型和直接承受动力荷载的结构中，有时仍然采 用。 (3)螺栓连接：螺栓连接又分为普通螺栓和高强度螺栓两 种。普通螺栓施工简单，拆、装方便。普通螺栓一般由 Q235 制成。高强度螺栓用合金钢制成，高强度螺栓制作工艺精准，操作工序多，要求高。目前，在我国桥梁及大跨度结构房屋 及工业厂房中已广泛采用。

2.钢结构构件制作、焊接、运输、安装、防火与防锈 (1)制作：钢结构制作包括放样、号料、切割、校正等诸多环节。高强度螺栓处理后的摩擦面、抗滑移系数应符合设计要求。制作质量检验合格后进行除锈和涂装。一般安装焊缝处留出 30 ～50mm 暂不涂装。 (2)焊接：焊工必须经考试合格并取得合格证书且必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。焊缝施焊后须在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。焊接材料与母材应匹配，全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，采用射线探伤。施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法等，应进行焊接工艺评定。 (3)运输：运输钢构件时，要根据钢构件的长度和重量选用车辆。钢构件在车辆上的支点、两端伸出的长度及绑扎方 法均应保证构件不产生变形，不损伤涂层。

(4)安装：钢结构安装要按施工组织设计进行，安装程序 须保证结构的稳定性和不导致变形。安装柱时，每节柱的定 位轴线须从地面控制轴线直接引上。钢结构的柱、梁、屋架 等主要构件安装就位后，须立即进行校正、固定。由工厂处 理的构件摩擦面，安装前须复验抗滑移系数，合格后方可安 装。 (5)防火与防锈。 1)钢结构防火性能较差。当温度达到 550 ℃时，钢材的屈服强度大约降至正常温度时屈服强度的 0.7 ，结构即达到它的 强度设计值而可能发生破坏。设计时应根据有关防火规范的规定，使建筑结构能满足相应防火标准的要求。在防火标准要求 的时间内使钢结构的温度不超过临界温度，以保证结构正常承 载能力。 2)外露的钢结构可能会受到大气，特别是被污染的大气 严重腐蚀，最常见的是生锈。这就必须对构件的表面进行防

刚性连接与铰性连接

刚性连接与铰性连接 钢结构中，梁与柱的连接通常采用3种形式，柔性连接(也称铰接)、半刚性连接合刚性连接。在工程实践中，如何判别一个节点属于刚性、半刚性或铰接连接主要是看其转动刚度，刚性连接应不会产生明显的 连接夹角变形，即连接夹角变形对结构抗力的减低应不超过5% 半刚性连接则介于二者之间。 梁柱的半刚性连接可以采用在梁端焊上端板，用高强螺栓连接，或是用连于翼缘的上、下角钢和高强螺栓。其设计要求如下: (1)端板连接在端板连接节点中力的传递可将梁端弯矩简化为一对力偶，拉力经受受拉翼缘传递。受拉螺栓对受拉翼缘对称布置。压力可以通过端板或柱翼缘承压传递，压力区螺栓可少量设置，并和受拉螺栓一起传递剪力。 (2)上下角钢连接用上下角钢连接的节点中，受拉一侧的连接角钢在弯矩作用下，不仅竖肢变形，水平肢也变形。因此，角钢连接的刚度比端板者稍低。 连接性质的划分应由下列三项指标来表征：抗弯刚度，转动刚度，延性 (转动能力)。抗弯承载力是连接强度的主要项目，此外还有抗剪强度。刚性连接从理论上来说，承受弯矩和剪力的能力应该不低于梁的承载能力，亦即不低于梁的塑性铰弯矩和腹板全塑性剪力。地震区的框架应该要求更高，体现“强连接-弱构件”的原则。对于柔性连接则只要 求其抗剪能力。半刚性连接介于刚性和柔性连接之间，必须具有一定的抗弯能力。连接的转动刚度由弯矩-转角曲线的斜率来体现，它不是常量，转动刚度对框架变形和承载力都有影响。对变形的影响需要结合正常使用极限状态进行分析。为此，应考察连接的初始刚度或标准荷载作用下的割线刚度。刚性连接的刚度，理论上需要达到无限大，但实际上 只要达到一定的限值就可以看作是刚性连接，问题在于如何从数量上做出界定。 转动能力属于延性指标，塑性设计的框架要求塑性铰部位有一定转动能力，以便后续的内力重分布能够出现。 1.刚性连接这种构造假定梁柱连接有足够的刚性，梁柱间无相对转动, 连接能承受弯矩。铰支连接这种构造假定结构承受重力荷载时，主梁和柱之间只传递垂直剪力，不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。 2.在钢结构框架的传统分析与设计中，为简化分析设计过程，梁柱连接被认作理

工业设备钢框架结构研究

工业设备钢框架结构研究 工业设备钢框架结构由于其空间大,布置灵活,目前在很多地方已经取代了传统的混凝土框架结构,在我国得到了很广泛的应用。对于工业设备钢框架的整体极限承载力和变形之间的关系进行了系统了理论分析,通过分析,得出影响钢框架稳定承载力受多方面因素的影响,包括梁柱的线刚度、节点连接刚度、载荷条件、同层间相互作用等多方面的因素。针对设备钢框架的应力与应变之间的非线性关系,对非线性分析的方法进行了总结比较,分析了各种非线性分析方法的优缺点、准确度等。最后,对工业设备钢框架在设计研究中的关键点提出了自己的一点理解和建议。 标签：工业设备钢框架;承载力分析;稳定性分析;非线性 钢框架结构近年来在我国得到了很广泛的应用,这种结构以其强度高,自重轻,抗震性能好,施工速度快,工业化程度高,可重复使用,效率高等各方面的优点,在工业中很多方面取代了传统的混凝土结构。 钢框架结构多数由横梁与立柱刚接而成。刚性连接的横梁与普通梁式结构相比,节省钢材,结构横向刚度较好,横梁高度也较小。因此可以增加设备钢框架内部净空,减少设备钢框架的造价和体积,是现代工业设备中一种比较经济的结构形式。 在进行工业设备刚结构的设计时,对于结构的极限承载力的计算是不可避免的。钢结构框架设计必须建立在全面的计算分析基础之上,而分析与设计结果的可靠性、合理性依赖于所采用的分析与设计方法。对于钢框架结构的稳定性,应从框架的整体稳定方面入手进行分析,然而,目前一般的设计方法是通过控制框架柱的稳定性来间接控制钢框架的稳定性,而且将设备钢框架结构的强度条件和稳定性分开计算,《钢结构设计规范》在进行框架平面内的稳定计算时,柱的有效长 度l0按框架的失稳类型(有侧移和无侧移),采用根据弹性稳定理论得到的柱的计算长度系数μ,从而,l0=μlc,其中lc为柱的几何长度,这种分析方法是以单根框 架柱的稳定计算代替整体框架的稳定分析。而且,一方面大多数钢框架结构确实处于弹性工作状态,另一方面,弹性计算方法简单,理论计算方法也已经发展的比较成熟,所以,对于这样的计算,一般通过线弹性的分析方法进行设计分析,但是通过这样的计算方法,忽略了变形对整体钢框架结构的内力的影响。在某些地方,由于过大的变形导致结构发生局部塑性屈服而失去承载力,导致结构的实效。对于这样的情况,进行非线性分析是解决变形影响的有效的方法之一,这也是当前设备钢框架结构理论研究的一个重点,非线性分析,即在结构分析中充分考虑所有重要的非线性因素,从而可以对结构的实际实效模式进行综合而全面的评定,并直接获得结构的整体极限承载力。它主要包含几何非线性分析和材料非线性分析两个方面。