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工程设计
采用角钢连接节点的新设计模型
卢小松陈向荣
西安建筑科技大学西安
摘要对采用顶底角钢和腹板角钢等两种连接节点的一关系的数学模型进行了研究,提出了可供设计采用
的对数形式三参数模型。此模型中,初始刚度完全由理论分析得出的解析公式计算,极限弯矩则由可能出现的多
种破坏形式中的最小理论承载力确定;而形状系数则由试验结果进行回归分析得到。通过与前人报道的试验结果
对比后发现,该计算公式与试验结果有着很好的吻合,同时也便于在设计工作中采用。
关键词设计顶底角钢连接腹板角钢连接
.

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在传统的钢框架结构设计分析中,通常将梁柱提出了用奇次多项式表达的一曲线:
连接节点简化为只能传递剪力的铰接和能够完全传。
递弯矩及剪力的刚性连接,这两种连接节点都是非式中,为曲线拟合常数; 为标准化参数; 为节
常理想的情况,可以说在现实中是不存在的;相反, 点处构件承受的弯矩;为该构件中和轴的转角。式
所有的连接节点都表现出介于两者之间的性质,换能在初始阶段很好地拟合一曲线特性,但
句话说就是节点均表现出半刚性。由于多项式本身特有的性质,当过峰值点后会出现
规范粗略地将半刚性连接分为曲线的斜率为负值,在物理意义上表现为连接刚度
全约束连接和部分约束连接为负值,这在实际中是不可能出现的。同时采用多
;在和—项式模型在物理意义上含义不明确。
中是将结构按照连接类型分为刚性连接框架、. 改进指数模型
简单连接框架和半刚性连接框架,但几乎所有的现和∞于年提出的改进指数模型:
行规范都没有明确规定如何具体进行设计。
本文将针对在工程实际中经常采用的角钢连接∑一一卜
节点提出更为实际和符合研究结果的设计模型,以
—
便于在设计工作中采用。
式中, 为连接的初始弯矩;、为由线性回归
分析求得的曲线拟合常数;为用来保证数值稳定
现有研究成果的回顾
的系数;为曲线线性部分的初始转角;为
现阶段,在连接性能试验所得曲线的基础上提
出了各种一关系模型。
第一作者:卢小松男年月出生硕士讲师
. 多项式模型:.
世纪年代至年代,和、收稿日期:——
钢结构年第期第卷总第期
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卢小松,等:采用角钢连接节点的新设计模型
阶梯函数当≥时为,当时为零。
式中,各个系数的值均由试验值归纳得到, 半刚性连接一关系的新模型
因而能很好地模拟现有的试验结果。但同所有采用对于顶底角钢连接、腹板角钢连接,
拟合曲线法一样,此式不能很好地模拟斜率有剧变、,, 以及陈爱国
的曲线,即刚度有很大变化的连接形式。等都做了试验研究和数值分析,结果表明
. 三参数模型这种以往工程中认为是铰接的连接方式,很大程度
由【提出、后经改上呈现出半刚性性能,同时通过对这些试验所得
进的三参数模型: 一关系曲线的观察,发现曲线会在尾部出现突
变,在外形上更接近于对数函数曲线,而不像外伸端
: —一
板连接、上下角钢腹板角钢连接等的一关系
, 曲线在尾部是平滑的。
其中/
试验还表明, 一关系曲线与其达到极限承
式中——形状