1、半剛性連接鋼框架的時程分析（一）馬翠玲1，孫頌旦2，華建兵1，孫愛琴1(1.合肥學院，合肥230022；2.宣城柏莊置業有限公司，宣城242000)摘要為了探討不同梁柱節點鋼框架抗震性能的差別，本文結合工程實際設計了10個系列，共50個有限元試件，通過ANSY分析軟件，對框架進行時間歷程分析，來探討框架層數、框架跨數，尤其是梁柱連接節點的轉動剛度等參數對鋼框架抗震性能的影響。分析表明：半剛性鋼框架結構在地震荷載作用下具有良好的抗震性能。關鍵詞半剛性鋼框架，地震荷載，有限元，時程分析Time-historyAnalysisofSemi-rigidSteelFramesMACuiling1,SUN

2、Songdan2,HUAJianbing1,SUNAiqin1(1.HefeiUnivercity,Hefei230022;2,XuanchengBaizhuangCompanyLimited,Xuancheng242000)Abstract：Inordertoresearchoftheseismicperformanceofsemi-rigidsteelframes,thepaperdesign10series(altogether50)offiniteelementanalyticmodels.Furthermore,thetime-historyanalysisisdiscussedin

3、thispapertoinvestigatetherelationsbetweenframeparametersofsemi-rigidsteelframes,theseparametersincludetheframesfloornumber,theframesspannumberandtheframesdamp,especiallytherotationstiffnessofbeam-to-columnconnections.Comparingwiththesteelframestructure,semi-rigidsteelframestructureunderseismicloadin

4、ghasagoodseismicperformance.Keyword:semi-rigidsteelframe,earthquakeload,finiteelement,time-historyanalysis1.引言鋼框架結構具有強度高，塑性、韌性好，重量輕，特別適合動力荷載下工作的特點，在實際工程中鋼框架得到越來越廣泛的應用，其中梁柱節點是鋼框架中的關鍵連接部分。大量的試驗證明，在荷載作用下，鋼框架的實際梁柱連接性能總是介于理想的剛接和鉸接之間，即半剛性的連接。半剛性節點初始轉動剛度1一般在600)makesmallpic(this,600,1800);src= HYPERLINK C:

5、/DOCUME1/ADMINI1/LOCALS1/Temp/ksohtml/wps file:/C:/DOCUME1/ADMINI1/LOCALS1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-6481.pngwidth=137height=23/之間，具有較好的延性及耗能能力2，3，可以大大降低震害4。但是由于半剛性連接的復雜性和多樣性，相應的理論和試驗研究尚應進行進一步發展，本文的目的就是對半剛接鋼框架在地震作用下的力學性能，予以探討。為了驗證使用ANSY歆件在組合結構有限元建模過程中的正確性以及使用建立的模型進行分析計算的可靠性，通過對以下算例的計算，以驗證使用ANSY歌件建

6、模和計算分析的準確程度。如圖1所示半剛接懸臂梁承受集中荷載，P1=20kNP2=10kN梁端采用半剛接，梁的長度L=2000mm梁的截面采用Hxx00)makesmallpic(this,600,1800);src= HYPERLINK C:/DOCUME1/ADMINI1/LOCALS1/Temp/ksohtml/wps file:/C:/DOCUME1/ADMINI1/LOCALS1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-6837.pngwidth=13height=14/150600)makesmallpic(this,600,1800);src= HYPERLINK

7、C:/DOCUME1/ADMINI1/LOCALS1/Temp/ksohtml/wps file:/C:/DOCUME1/ADMINI1/LOCALS1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-31055.pngwidth=13height=14/6600)makesmallpic(this,600,1800);src= HYPERLINK C:/DOCUME1/ADMINI1/LOCALS1/Temp/ksohtml/wps file:/C:/DOCUME1/ADMINI1/LOCALS1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-9698.pngwidth=1

8、3height=14/8。計算懸臂梁的端部豎向位移。采用ANSYST算與線性簡化計算兩種計算方法，其結果見表1。觀察表中計算結果，兩種方法的計算結果非常接近。ANSYS分析中單元模型采用Beam189BIN14單元。600)makesmallpic(this,600,1800);src= HYPERLINK C:/DOCUME1/ADMINI1/LOCALS1/Temp/ksohtml/wps file:/C:/DOCUME1/ADMINI1/LOCALS1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-13555.pngwidth=484height=147/圖1半剛接懸臂梁尺寸圖

9、Fig.1Semi-rigidcantileverbeamsizeplan.表1半剛接懸臂梁ANSYSJ線性簡化計算結果對比表單位:mmTable1ComparativetablebetweenANSYSandcalculatedresultswiththelinearsimplifiedUnit:mm2.2有限元框架的詳細參數有限元框架結合工程實際建立，框架梁柱均為H型截面，材料均為Q235。框架試件截面尺寸詳見表2，表中所有框架試件的梁柱截面尺寸由3D3s軟件設計，設計依據如下：表2框架試件截面尺寸圖Table2Thesectionsizeforframesample2.2有限元框架的詳細

10、參數有限元框架結合工程實際建立，框架梁柱均為H型截面，材料均為Q235。框架試件截面尺寸詳見表2，表中所有框架試件的梁柱截面尺寸由3D3s軟件設計，設計依據如下：表2框架試件截面尺寸圖Table2Thesectionsizeforframesample2.2有限元框架的詳細參數有限元框架結合工程實際建立，框架梁柱均為H型截面，材料均為Q235。框架試件截面尺寸詳見表2，表中所有框架試件的梁柱截面尺寸由3D3s軟件設計，設計依據如下：表2框架試件截面尺寸圖Table2Thesectionsizeforframesample有限元框架結合工程實際建立，框架梁柱均為H型截面，材料均為Q235。框架試

11、件截面尺寸詳見表2，表中所有框架試件的梁柱截面尺寸由3D3s軟件設計，設計依據如下：表2框架試件截面尺寸圖Table2Thesectionsizeforframesample2.2有限元框架的詳細參數有限元框架結合工程實際建立，框架梁柱均為H型截面，材料均為Q235。框架試件截面尺寸詳見表2，表中所有框架試件的梁柱截面尺寸由3D3s軟件設計，設計依據如下：表2框架試件截面尺寸圖Table2Thesectionsizeforframesample2.2有限元框架的詳細參數有限元框架結合工程實際建立，框架梁柱均為H型截面，材料均為Q235。框架試件截面尺寸詳見表2，表中所有框架試件的梁柱截面尺寸由3D3s軟件設計，設計依據如下：表2框架試件截面尺寸圖Table2Thesectionsizeforframesample2.2有限元框架的詳細參數有限元框架結合工程實際建立，框架梁柱均為H型截面，材料均為Q235。框架試件截面尺寸詳見表2，表中所有框架試件的梁柱截面尺寸由3D3s軟件設計，設計依據如下：表