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梁柱连接节点在钢框架结构中占有很重要的地位,其转角对钢框架的内力和变形及梁柱构件的设计有着重要的影响。节点的弯矩-转角曲线作为研究节点性能的重要指标,其精确性的高低取决于准确的节点转角测量计算方法。由于研究环境和研究方法的差异,国内外研究者大多采用自己定义的节点转角测量计算方法,其测量得到的节点转角中大多包括梁柱变形的影响,使已取得的大量研究成果在其适用性和可比性上存在较大的不足。因此,深入研究节点的相关变形性能,并提出准确的节点转角测量计算方法,对钢框架梁柱连接节点的试验和有限元研究具有重要的研究意义。钢框架梁柱全焊接节点和端板连接节点是目前国内外使用比较广泛的两类节点形式,本文对两类节点形式分别提出了三种节点转角测量计算方法,并通过有限元软件建立典型节点模型,验证了六种节点转角测量计算方法的准确性和可行性。另外建立钢框架模型进行有限元分析,在验证本文提出的节点转角测量计算方法准确性的同时,对所采用的节点简化弹簧模型的准确性和适用性进行了讨论和分析。本文的主要工作包括:
(1)比较分析了目前国内外大量钢框架梁柱连接节点试验研究中转角的测量计算方法,明确了节点转角的组成和定义,为准确分析和测量节点的转角提供了条件和基础。
(2)根据梁柱全焊接节点转角的组成,提出了三种节点转角建议测量计算方法,通过ANSYS软件建立全焊接边柱典型节点真实和简化模型进行对比分析,验证了三种全焊接节点转角建议测量计算方法具有很高的精确性和可行性。
(3)根据梁柱端板连接节点转角的组成,提出了三种节点转角建议测量计算方法,通过ANSYS软件建立端板连接边柱典型节点真实和简化模型进行对比分析,验证了三种端板连接节点转角建议测量计算方法具有很高的精确性和可行性。
(4)通过ANSYS软件建立全焊接钢框架真实和简化模型,对比其在三种典型荷载工况下的框架反应,验证了所采用的三种全焊接节点转角建议测量计算方法具有极高精确性的同时,对所采用的节点简化弹簧模型的准确性和适用性进行了讨论和分析。