Y 型圆钢管相贯节点轴向刚度计算模型
2015-01-13赵必大刘成清章圣冶张建胜
西南交通大学学报 2015年5期
赵必大, 刘成清, 章圣冶, 张建胜
(1. 浙江工业大学建筑工程学院,浙江 杭州310014;2. 西南交通大学土木工程学院,四川 成都610031;3. 浙江大学建筑工程学院,浙江 杭州310058)
圆钢管相贯连接节点具有施工便利、建筑视觉效果美观等优点,被广泛应用于各种建筑结构. 国内现行有关设计规范[1-2]依然将连接节点视为理想的刚性连接或铰接,然而,钢管相贯节点在工程常见几何参数范围内是一种典型的半刚性连接.节点连接的非刚性对整体结构的受力性能有影响[3-7],较精确的分析计算需要考虑节点连接的非刚性效应,其中最基本的参数就是节点初始刚度.
关于钢管相贯节点初始刚度的研究,早期较缺乏,且主要采用试验手段[8-9].随着计算机技术的发展,有限元法成为研究节点刚度的主要手段,近年来取得了一些成果[4,10-11].
已有的相关研究存在以下不足:散点数据少(正交模型所致)导致拟合结果与实际可能存在不小差异,无法反映节点几何参数之间可能存在的相互影响,节点刚度计算公式缺乏理论支撑,使工程设计人员难以理解.
本文建立了Y 型圆钢管相贯节点在支管轴力作用下局部变形的简化力学模型,在此基础上推导了节点刚度的理论公式;通过对理论公式的简化并结合多元回归分析,建立了Y 型圆钢管相贯节点轴向初始刚度参数化实用计算公式;将实用公式的计算结果与有限元分析结果和已有试验数据进行比较,证明了公式的合理性……
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