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随着社会需求的多样化,传统轻型门式刚架的局限性也逐步显现,比较典型的问题有:工字形钢柱的刚度小,稳定问题突出;结构防火、防腐费用也偏高等。而有关研究表明采用后张拉高强螺栓和端板连接的钢梁-混凝土柱组合结构具有足够的强度和良好的延性,充分发挥了材料的特点,具有较高的工程性价比。因此,本文提出了一种新型的轻型门式刚架梁柱连接节点--端板螺栓连接钢梁-钢筋混凝土柱节点。
端板螺栓连接钢梁-钢筋混凝土柱轻型门式刚架作为钢-混组合结构的一种新类型,既具有组合结构共有的优越性,还有其自身特性。这种结构最大特点是梁柱等构件均可实现工厂预制,避免现场焊接,施工性能好,具有很高的工程应用价值。然而人们对于这种连接的受力性能和破坏机理的认识还远远不足,为了寻求具有良好的承载能力和变形能力的新型门式刚架梁柱连接形式,分析和研究端板螺栓连接钢梁-钢筋混凝土柱节点的受力机理,具有重要的理论和工程意义。
本文首先介绍了与端板螺栓连接钢梁-混凝土柱节点分析相关的非线性有限元知识和用ANSYS程序进行建模与分析的过程,并通过典型的例子,验证了用ANSYS对端板螺栓连接钢梁-混凝土柱节点进行单向加载分析的适用性和可靠性;然后,在考虑材料、几何和状态非线性的基础上,系统分析了高强螺栓的直径、预拉力,端板的厚度、构件材料,连接抗滑移系数等参数对连接的刚度及承载能力的影响;有限元分析表明:这种组合节点具有较高的刚度及承载力;高强螺栓的直径、预拉力,端板的厚度对连接的刚度及承载能力影响比较大。