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从1994年北岭地震和1995年阪神地震钢框架梁柱全焊连接的脆性破坏中得到启示,发现螺栓连接表现了良好的性能,也引起了工程技术人员对端板连接的再审视。端板连接耗能能力强,节点的脆断破坏较少,属于半刚性连接范畴,成为研究和应用的热点。端板连接节点由于其几何形态的复杂性,现有的节点计算方法并不十分令人满意,而且螺栓是端板连接中的一个关键问题,因此对钢框架梁柱端板连接的节点受力研究具有重要的理论意义和工程应用价值。 本文利用通用有限元软件ANSYS8.0综合考虑了材料非线性、几何非线性以及状态非线性的影响,对由端板厚度、宽度、加劲肋的设置、摩擦系数、螺栓直径和预拉力不同的6个衍生系列15个试件进行了单调荷载作用下有限元数值模拟,对端板连接节点的受力性能进行了分析研究。本文的有限元研究结果表明:(1)节点的承载能力主要取决于端板厚度和加劲肋,而螺栓预拉力、摩擦系数等的变化对承载力的影响较小。随着端板厚度的增加,节点的初始转动刚度和承载力都增加,在端板厚度相同的试件中,设置加劲肋的试件承载力高,对提高转动刚度和承载力更明显。(2)螺栓直径、预拉力和摩擦系数改变对端板、柱翼缘、腹板、加劲肋和螺杆长度和直径上的应力影响很小;端板厚度和加劲肋对螺杆长度和直径方向上的应力影响较大,端板厚度变化对端板、柱翼缘的弯曲变形和弯曲应力影响较大,对柱腹板和加劲肋的影响较小,加劲肋的设置对端板和柱翼缘的影响很大;端板宽度的改变对螺栓的应力影响不大,对端板和柱翼缘的弯曲变形和弯曲应力等影响明显。(3)以上参数的变化对螺栓的拉力都有一定的影响,总的来看,无任何加劲肋的情况下,受拉区第一排螺栓的拉力最大,在有柱腹板加劲肋时,受拉区的第二排螺栓的拉力大于第一排螺栓的拉力,设置端板加劲肋后受拉区的两排螺栓的拉力趋于均匀。 本文的有限元模拟考虑了三重非线性,计算结果较精确,为钢框架梁柱节点连接的理论和设计方法的研究、以及探索新型的节点形式提供了有价值的数据和参考依据。