土木工程框架结构毕业设计毕业论文 - 图文(4)

XXXX学学士学位论文 第二章 文献综述 式中，a，b是两个曲线拟合参数，其条件是a>0，b>0。一一般说来，二参数模型不能很好地代表连接M-θ特性．如果要求精确的结果就不推荐使用。

(2)Kishi和Chen[15]幂函数模型

θ= M ／Rki/[1-(M/Mu)n]1/n

式中，Rki是初始连接刚度，Mu是连接的极限弯矩承载力,n是曲线的形状参数。模型特点：三参数模型，不如样条模型精确，但所需数据大大减少。

(3)Ang和Morris[16]幂函数模型

θ/(θr)0 = KM/(KM)0 /[1+（KM/(KM)0）n-1]

模型特点：四参数模型，能极好地表达各种连接的非线性M-θ模型。

5 指数函数模型

(1)Lui和Chen[17]多参数指数模型

M=ΣCj(1-e-|θr|/2√a)+M0+Kp|θ|

式中，Mo是曲线拟合的连接弯矩初始值， Kp连接应变硬化刚度，a是标量系数(用来保证数值稳定)，Cj是由线性回归分析求得的曲线拟合常数。模型特点：在曲线拟合试验数据方面与三次B样条模型一样好。但是，如果M-θ曲线上有斜率急剧改变，该模型则不能很好地表达出来。

(2)Kishi和Chen指数模型

Kishi和Chen[18]改进了Lui—Chen指数模型，使之能够适应M-θ曲线斜率的急剧变化，其形式如下

M=ΣCj(1-e-|θr|/2√a)+M0+ΣDk(θr-θk)H[θr-θk]

式中M ，a定义如上式。θk是曲线线性部分的起始转角．H[θ]是Heaviside阶梯函数(当θ≥0时为1．当θ<0时为零)，Cj和Dk 是由线性回归分析求得的曲线拟合常数。模型特点：改进了Lui—Chen指数模型，能够适应M-θ曲线斜率的急剧变化。

6 一种实用计算模型(强化双线性节点模型)

丁洁民和沈祖炎[19]提出了一种半刚性节点的实用计算模型 在弹性阶段

Kf=ko

当M =0.8 时，Kf= (1／30～ 1／60)ko

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XXXX学学士学位论文 第二章 文献综述 在结构分析时，Kf取值变化的影响甚小，因此可统一取Kf= ko/40。通过分别取幂函数模型和此强化双线性节点模型对框架进行计算。得出由于节点线性化造成的误差在5％ 以内，能满足工程设计的要求。

7 M-θ曲线的自适应函数法

陈林、崔佳和吴惠弼[20]提出了一种具有自适应能力的函数模型，其基本思想是首先根据已知试验点确定出一个代表拟合函数的常微分方程，通过求解此微分方程便可得到拟合函数的具体形式。拟合曲线可表示为

M(θ)= C1eλ1θ+C2eλ2θ+? +Cneλnθ

模型特点：节点的连接函数模型由具体的试验数据确定，使得经选择后的模型具有最佳的逼近效果。该方法一来可以克服多项式模型精度较差，一阶导数不连续的缺点，二来弥补了指数函数取项太多且函数分段表达的不足。但是，对于各种不同的连接节点都必须找出一个合适的M-θ设计表达式，该工作量是巨大的。 2半刚性连接刚度和内力研究现状

2003年,王燕，李华军，厉见芬[6]给出了考虑节点半刚性连接的线性化模型初始刚度的计算公式，推导了半刚性连接在荷载作用下的内力计算公式，讨论了半刚性连接对框架内力的影响。通过分析表明，半刚性连接的初始刚度主要与连接件的抗弯刚度、板厚以及螺栓的分布位置有关。半刚性连接框架受连接柔性的影响，钢框架采用半刚性连接会使横梁的杆端负弯矩减少，而跨中正弯矩要相应增加，按刚性连接设计不符合实际受力情况。其结果将高估由梁端传到柱的负弯矩而低估梁的跨中正弯矩，框架的半刚性连接对结构受力性能有明显影响，在钢框架分析和设计中，应考虑半刚性的影响。 2.1 端板连接研究现状

2006年，施刚，石永久，王元清[4]提出了一种计算钢结构梁柱半刚性端板连接转动变形的方法，通过与试验结果比较得到验证，该方法不但能够很好地计算端板连接的整体转动变形特性，包括初始转动刚度和弯矩转角全过程曲线，而且能够较好分析计算其转动变形的各种来源，包括节点域剪切变形、螺栓伸长、端板和柱翼缘弯曲变形等，从而能够提供弯矩剪切转角和弯矩缝隙转角曲线，为准确分析端板连接的细部转动变形特性提供了可靠依据，同时也为我国钢结构设计规范关于节点转动变形的具体设计计算方法提供了有益补充。

2008年，施刚，石永久，王元清[3]运用通用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型，对8个不同形式、不同构造的钢框架梁柱端板连接进行了非线性有限元分析(FEA)，并与相应的试验结果进行了全面对比分析。比较结果表明：该文的有限元模型不但能够准确地分析计算各种类型和不同构造的钢框架梁柱端板连接节点的整体受力特性，包括承载力、弯矩转角曲线、极限变形状态等，还能有效地分析计算节点及其组件的细部受力特性，包括高强度螺栓的预拉力，端板和

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XXXX学学士学位论文 第二章 文献综述 柱翼缘之间的接触状态，以及节点域、端板、螺栓、端板加劲肋、节点域加劲肋等组件的受力状态，为进一步运用该模型对各种形式和构造的端板连接进行全面的有限元参数分析计算提供了正确性依据。同时，有限元分析还给出了螺栓预拉力引起的接触面预压力分布、荷载作用下接触面的摩擦力分布以及节点的主应力流分布等对于全面和深入理解端板连接节点受力特性非常有意义但是又难于通过试验进行测量的结果。

2008年, 翟厚智, 肖亚明 [5] 提出了钢框架梁柱外伸端板连接节点的半刚性结构力学模型,这种模型用已知节点尺寸来预测其 M-φ 关系的非线性数学模型，模型中的主要参数是节点初始转动刚度和极限承载力。文章给出了考虑外伸端板半刚性节点连接的线性化模型初始刚度的计算公式，推导了半刚性连接在荷载作用下的内力计算公式，讨论了半刚性连接对框架内力的影响。

2008年,王素芳,陈以一[7]将节点分为受弯端板、受弯柱翼缘和受剪节点域三类组件，分别计算各组件的初始刚度并将其进行组装，提出了端板连接节点初始刚度的理论计算方法。该方法考虑了端板有加劲肋、无加劲肋两种构造形式，考虑了螺栓预拉力对节点刚度的影响，考虑了柱翼缘对节点域刚度的贡献，通过与试验和有限元结果对比表明该方法具有足够的精度，可用于节点刚性的判断。最后利用理论方法对按照现行规范设计的端板连接节点刚性进行了初步评价，并讨论了端板加劲肋的影响。 2.2端板连接组合节点研究现状

钢-混凝土组合梁与钢柱组成的框架成为组合钢框架。在组合钢框架中，钢梁和钢筋混凝土楼板之间设置有足够数量的抗剪栓钉，形成整体共同工作作用。由于混凝土楼板的组合作用，不仅节省了钢梁钢材的用量，同时混凝土楼板还能有效地抑制钢梁的局部失稳，提高构件的延性。钢-混凝土组合梁与纯钢梁相比，其承载力、刚度提高很多，而且可以减小梁高和楼层的结构高度。组合梁与钢柱的半刚性连接节点可以成为半刚性连接组合节点。[2]

2004年，何天森 李国强[21]分析了平端板连接组合节点在对称弯矩作用下的工作性能。对平端板连接组合节点用ANSYS进行了三维有限元分析，并用试验结果进行了验证。利用有限元分析程序．进行了一系列的参数分析，探讨了平端板连接组合节点在单调荷栽作用下的工作性能及其影响因素。

2007年，李国强，石文龙，肖 勇[22]全面介绍了半刚性梁柱组合节点的研究现状和发展趋势，包括试验研究、理论分析模型和滞回模型等几个方面，指出了需要进一步研究的问题和方向。

2006年，舒兴平 张再华[23]在钢一混凝土组合钢框架结构分析中，必须了解粱柱组合节点连接的受力性能，其中节点承栽力性能是最基本的受力性能。利用l欧洲规范3(EC3)与欧洲规范4(EC4)介绍的组件法思想，针对已有的端板连接组合节点承栽力分析方法的不足，提出了端板连接蛆合节点负弯矩作用下抗弯承栽力的详细计算步骤，分析结果与试验蛄果进行了比较验证。该方法符合工程设计习惯，精确度高。方便工程设计。

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XXXX学学士学位论文 第二章 文献综述 2.3螺栓对端板连接的影响

2005年，施刚，石永久，王元清，李少甫，陈宏[24]：通过4个不同构造钢结构梁柱端板连接试件在单调荷载下的破坏试验，研究了不同构造端板连接中高强度螺栓的受力特性，给出了螺栓拉力一荷载、螺栓弯矩一荷载变化曲线以及螺栓拉力分布状态，研究了节点形式、端板加劲肋、节点域柱腹板加劲肋等因素对螺栓受力特性的影响．试验结果表明：受拉区螺栓同时承受拉力和弯矩、端板加劲肋和柱腹板加劲肋对螺栓拉力发展变化和分布状况影响较大；不同的节点计算模型适用于不同的节点构造．

2006年，楼国彪 ，李国强 ，雷 青[25]回顾与总结了钢结构高强度螺栓端板连接在常温及火灾下的性能与设计研究的现状与进展，包括连接分类、试验、简化方法承载力与初始抗弯刚度计算、设计方法、有限元分析、以及连接弯矩一转角曲线数学模型化等方面的研究。

2006年，张世杰[26]基于ANSYS软件对门式钢框架采用不同的螺栓直径和角钢厚度的半刚性连接进行了有限元分析，分析表明随着角钢厚度增加及螺栓直径增大，门式钢框架的滞回曲线面积逐渐增大，其抗震性能逐渐提高。 3加劲肋研究现状

加劲肋的作用[27]：

(1) 在集中荷载较大处设置加劲肋，可将集中荷载逐步均匀地传递到腹板上。

(2)横向加劲肋的主要作用是抵抗因剪切应力引起的腹板局部失稳；横向加劲肋不应设置在腹板屈曲的两波峰或波谷之间。

(3)纵向加劲肋的主要作用是抵抗因弯曲正应力导致的腹板局部失稳。

(4)短加劲肋可提高纵向、横向加劲肋的作用，当有较大移动集中荷载时具有减小因局部轮压导致的腹板局部失稳的作用。

(5)受弯构件(如梁)可以通过加设横向加劲肋来满足高厚比的要求，但如果是压弯构件(如柱)需加设纵向加劲肋。《建筑结构抗震规范》(GB 5001l一2001)并没有可以通过设置加劲肋控制。 3.1外伸端板加劲肋的布置对节点刚性的研究现状

2008年,王素芳,陈以一[7] 将节点分为受弯端板、受弯柱翼缘和受剪节点域三类组件，分别计算各组件的初始刚度并将其进行组装，提出了端板连接节点初始刚度的理论计算方法。该方法考虑了端板有加劲肋、无加劲肋两种构造形式，考虑了螺栓预拉力对节点刚度的影响，考虑了柱翼缘对节点域刚度的贡献，通过与试验和有限元结果对比表明该方法具有足够的精度，可用于节点刚性的判断。最后利用理论方法对按照现行规范设计的端板连接节点刚性进行了初步评价，并讨论了端板加劲肋的影响。

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XXXX学学士学位论文 第二章 文献综述 参考文献

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[19] 丁洁民，沈祖炎．节点半刚性对框架结构内力和位移的影响．第十一届全国高层会议论文集，1990

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