半刚性连接框架柱的计算长度

论文摘要

本文对半刚性连接框架柱的稳定性进行了研究,分析了半刚性连接节点对框架柱稳定性的影响,提出了计算半刚性连接框架柱计算长度的方法。通过理论分析,推导了具有半刚性连接框架柱的一般屈曲方程。运用有限元模型验证了屈曲方程的正确性,并计算了任意约束条件下框架柱的计算长度系数μ。考虑半刚性连接的影响,对按传统方法计算的计算长度进行了修正,推导了适用于半刚性连接框架柱的修正系数γ。基于楼层屈曲的思想,认为楼层刚度的消失是结构失效的指标,给出了两种考虑楼层屈曲的计算方法。为便于理论推导和实际应用,引入了端部约束系数r的概念,并把有侧移半刚性连接框架柱的侧向刚度S表示成端部约束系数r和参数Φ（Φ=kl）的函数。利用比例加载假定,提出了半刚性连接框架柱计算长度的实用计算公式。 运用楼层屈曲的理论,对多个计算模型进行分析,取得了与ANSYS有限元模型相近的结果;与理论值相比,误差很小。参考欧洲规范EC3,本文对半刚性连接的分类进行了探讨,验证了欧洲规范EC3的合理性。《钢结构设计规范》GB50017-2003没有对半刚性连接框架柱的计算及分类做出明确的规定,本文的研究对设计者提供了参考。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 计算长度的概念
• 1.2.2 研究方法及研究状况
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 半刚性连接的特性及数学模拟
• 2.1 半刚性连接的特性
• 2.1.1 概论
• 2.1.2 连接的特性
• 2.2 半刚性连接的类型
• 2.3 连接的数学模拟
• 第三章 半刚性连接构件的力学分析
• 3.1 刚性连接构件的力学分析
• 3.2 半刚性连接构件的力学分析
• 3.3 半刚性框架分析唯一性的充分条件
• 第四章 半刚性连接框架柱的计算长度
• 4.1 半刚性连接框架柱的分析方法及一般屈曲方程
• 4.1.1 半刚性连接框架的分析方法
• 4.1.2 半刚性连接框架柱的一般屈曲方程
• 4.1.3 有限元分析
• 4.1.4 本节小结
• 4.2 修正刚度法计算框架柱的计算长度
• 4.2.1 计算假定
• 4.2.2 半刚性连接的修正刚度法
• 4.2.3 轴力对构件刚度的影响
• 4.2.4 本节小结
• 4.3 基于楼层屈曲的框架柱的计算长度
• 4.3.1 楼层屈曲的思想
• 4.3.2 半刚性连接的框架基于楼层屈曲的分析
• 4.3.3 半刚性框架连接的构件端部约束系数r
• 4.3.4 半刚性连接构件在轴向力作用下的侧移刚度
• 4.3.5 基于楼层屈曲的半刚性连接框架柱的计算长度系数
• 4.3.6 算例
• 4.3.7 本节小结
• 第五章 连接节点的分类与讨论
• 5.1 连接节点的分类
• 5.2 分类的讨论
• 第六章 结论与建议
• 参考文献
• 致谢