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74 低 温 建 筑 技 术 2010年第8期 (总第 146期) 半刚性钢框架抗震性能研究 阮宗波， 叶朋飞 (西安建筑科技大学。西安 710055) 【摘 要】 通过对 Kishi—Chen幂函数模型的理论分析，并结合规范，提出了改善双腹板顶底角钢连接形式 钢框架抗震性能的方法。并利用ANSYS对此进行了验证，为半刚性连接钢框架的设计提供参考。 【关键词】 半刚性钢框架；滞回曲线；双腹板角钢 【中图分类号】 TU392 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2010)08—0074—03 在钢框架分析 中通常采用刚性连接或铰连接模型，其 增大。值越大，连接形式的滞回曲线的面积愈大。目的就在 目的是为了简化分析和设计过程，而实际上所有的连接在 于得到最大的R 值。 荷载作用下都会展 出一定的柔性，因此其本质上都是属于 公式 (1)右端第一项表现为顶底角钢的计算，第二项表 半刚性的…。国内外相关规范条文和研究成果都反映了在 现为腹板角钢的计算，两者可以独立考虑。计算 比较后发 半刚性连接方面的研究成果 】。我国规范GbSO017也列 现 ：g。、g，愈小，第一、二项的值愈大。 出了 “半刚性连接”这一连接类型，要求在内力分析时根据 gl=g．一W／2一t,／2 (4) 连接的弯矩 转角特性曲线考虑连接变形的影响 』。 g3=g 一W／2一t,／2 (5) 通过对单腹板角钢连接、双腹板角钢连接、顶底角钢连 具体符号含义参见文献 [10]。 接、带双腹板的顶底角钢连接四种不同连接方式的钢框架 在选定角钢类型后 ，g。和 g 即为已知，那么在公式 进行大量的数值计算和有限元分析后发现，对于相同的梁 (4)、(5)只要使其W、t和 W、t取值最大，贝IJg．、g3最小。但 柱截面采用带双腹板的顶底角钢连接的钢框架的滞回曲线 最为饱满，抗震性能最佳 ]。此种连接形式在工程实践中 是g。的取值还必须考虑公式 (2)中 的变化。 不受 影 也有广泛应用，但使其发挥最佳抗震性能的设计方法设计 响。g计算中 、t。的取值须考虑公式(2)、(4)；g3的117、t． 甚少。 只需考虑公式 (5)。通过大量的数值计算和有限元分析后 本文通过对带双腹板的顶底角钢连接理论公式的分 发现，随着连接角钢的连接长度的增大， 相应增大。随着 析，提出了此种连接形式发挥最佳抗震性能的设计方法，并 连接角钢的钢材牌号的提高，框架的抗震性能也有很大的 以ANSYS软件为平台，采用弹簧单元 COMBIN39模拟连 提高。 接，并结合BEAM188单元，对此方法进行验证，证实了其可 4 算例及分析 行性。 1 采用连接的M 一0，模型 表 1 模型尺寸和材料属性 本文的半刚性连接采用 Kishi—Chen三参数幂函数 模型： 丝 丹 ： ” R [1一(M／M )“]‘“ 式中，R 为初始连接刚度；Oo为连接极限弯矩的初始塑 性转角，oo=M ／R ；n是M一 曲线的形状参数 。形状参 数取值参见文献[7]、[8]