加槽钢作连接构件的空间半刚性梁柱节点有限元分析.pdf

第 １２卷　第２期 铁道科学与工程学报 Ｖｏｌｕｍｅ１２　Ｎｕｍｂｅｒ２ ２０１５年４月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲａｉｌｗａｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｐｒｉｌ２０１５ 加槽钢作连接构件的空间半刚性 ① 梁柱节点有限元分析 蔡勇，杨文超 （中南大学土木工程学院，湖南长沙４１００７５） 摘　要：基于半刚性梁柱弱轴端板连接一般将端板与柱的腹板连接或者将端板焊接于柱的２个翼缘间，端板与柱腹板连接 对柱的腹板有削弱作用，端板焊接在柱的２个翼缘之间会因为柱翼缘板厚的限制而不易施焊，因此，提出一种既容易焊接， 又对柱的腹板没有削弱作用的连接：加槽钢作连接构件的半刚性弱轴端板连接。运用用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立强轴弱 轴共存的空间半刚性梁柱端板连接节点的非线性有限元模型，采用合理的材料本构关系，在试验验证的基础上，分析了强、 弱轴在５种荷载工况作用下的转动特性，以模拟实际工程中角柱、边柱和中柱上强、弱轴节点的实际受力状态。研究结果 表明：加槽钢作连接构件的弱轴端板连接避免了对柱腰板的削弱，具有良好的变形能力，属于典型的半刚性连接；强弱轴同 时加载时节点的承载力基本一致，但节点的初始刚度有较大区别；本文提出的结点构造可为实际工程提供参考。 关键词：槽钢；空间节点；半刚性；端板连接；有限元分析 中图分类号：ＴＵ３９２．１　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１６７２－７０２９（２０１５）０２－０３５５－０６ Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｅｍｉ－ｒｉｇｉｄ ｂｅａｍ－ｔｏ－ｃｏｌｕｍｎｊｏｉｎｔｓｗｉｔｈｃｈａｎｎｅｌｓｔｅｅｌ ＣＡＩＹｏｎｇ，ＹＡＮＧＷｅｎｃｈａｏ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ，ｉｎｓｅｍｉ－ｒｉｇｉｄｂｅａｍ－ｔｏ－ｃｏｌｕｍｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｏｆｍｉｎｏｒ－ａｘｉｓ，ｅｎｄｐｌａｔｅｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｃｏｌ ｕｍｎｗｅｂｏｒｗｅｌｄｅｄｔｏｔｈｅｃｏｌｕｍｎｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｆｌａｎｇｅｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｅｎｄｐｌａｔｅｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｃｏｌｕｍｎｗｅｂ，ｔｈｅｒｅｗｉｌｌ ｂｅａｗｅａｋｅｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｃｏｌｕｍｎｗｅｂ．Ｗｈｉｌｅｗｅｌｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｌｕｍｎｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｆｌａｎｇｅｓ，ｉｔｗｉｌｌｂｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏｗｅｌｄｄｕｅｔｏｔｈｅｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｓｏｆｃｏｌｕｍｎｆｌａｎｇｅ＇ｓｔｈｉｃｋｎｅｓｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｅｍｉ－ｒｉｇｉｄｂｅａｍ－ｔｏ－ｃｏｌｕｍｎｗｉｔｈ ｃｈａｎｎｅｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈａｔｎｏｔｏｎｌｙｈａｓｎｏｗｅａｋｅｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｃｏｌｕｍｎｗｅｂ，ｂｕｔａｌｓｏｉｓｅａｓｙｔｏ ｗｅｌｄ．ＡＢＡＱＵＳｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｔｅｅｌｓｅｍｉ－ｒｉｇｉｄｂｅａｍ－ｔｏ－ｃｏｌｕｍｎｊｏｉｎｔｓｗｉｔｈ ｃｈａｎｎｅｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｔｈａｔｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｅｘｔｅｎｄｅｄｅｎｄ－ｐｌａｔｓｆｏｒｂｏｔｈｍａｊｏｒａｎｄｍｉｎｏｒａｘｉｓ．Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｓａｎｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ