【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及門式剛架結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法。
技術(shù)介紹
1、目前，門式剛架結(jié)構(gòu)體系在工業(yè)廠房項目中大量應用，其造價在眾多鋼結(jié)構(gòu)體系中具有良好的經(jīng)濟性。端板平板的節(jié)點在多跨門式剛架中柱的應用也比比皆是?，F(xiàn)有技術(shù)中節(jié)對門剛節(jié)點設(shè)計進行了規(guī)定，梁柱連接形式如圖1-圖4所示，端板豎放、端板平放和端板斜放，受力分析包括連接螺栓設(shè)計、端板厚度確定、節(jié)點域剪應力驗算和端板螺栓處構(gòu)件腹板強度。節(jié)點在滿足以上受力要求的基礎(chǔ)上，剛架梁柱轉(zhuǎn)動剛度決定了該節(jié)點是否達到理想剛接。然而，在滿足內(nèi)力分析的基礎(chǔ)上，再滿足該構(gòu)造要求，在梁柱平接的節(jié)點設(shè)置中加大節(jié)點域腹板厚度或增設(shè)斜向加勁肋，在整體指標和節(jié)點內(nèi)力均滿足要求時，該構(gòu)造增加造價，導致門剛結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性降低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種經(jīng)濟性高，剛接結(jié)構(gòu)剛度優(yōu)異的能準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法。
2、為達到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，包括以下步驟：
3、步驟一，采用二維建模軟件對剛架進行建模，獲得模型；
4、步驟二，對于滿足指標要求和構(gòu)件內(nèi)力要求的所述模型，提取所述剛架中的梁柱節(jié)點處內(nèi)力對端板厚度和螺栓連接進行設(shè)計；
5、步驟三，根據(jù)梁柱節(jié)點和端板厚度通過梁柱轉(zhuǎn)動剛度算法和鋼梁線剛度算法分別計算獲取梁柱轉(zhuǎn)動剛度和鋼梁線剛度；
6、步驟四，根據(jù)r/
7、本專利技術(shù)一個較佳方案中，步驟四中，判斷r/ ib= kb與25的大小關(guān)系， ib為鋼梁線剛度，r為梁柱轉(zhuǎn)動剛度， kb為梁柱節(jié)點約束剛度；
8、當r/ ib= kb≥25時，則可判定為理想的剛接節(jié)點約束，設(shè)計完畢；
9、當r/ ib= kb≤25時，為半剛半鉸節(jié)點，在所述模型中對梁柱節(jié)點增加剛度系數(shù)a= kb/25，對模型進行復核，即模型中對梁柱約束的節(jié)點剛度進行折減，折減系數(shù)為a，設(shè)置此參數(shù)后計算，結(jié)果滿足規(guī)范規(guī)定的指標要求和構(gòu)件內(nèi)力要求時，設(shè)計完畢。
10、本專利技術(shù)一個較佳方案中，指標要求包括位移、撓度、和寬厚比；構(gòu)件內(nèi)力包括梁柱應力比。
11、具體的，指標要求的位移、撓度及寬厚比以及構(gòu)件內(nèi)力包括的梁柱應力比符合現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)執(zhí)行標準（當前的“門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范”）規(guī)定的要求。
12、本專利技術(shù)一個較佳方案中，梁柱轉(zhuǎn)動剛度算法為：r=r1*r2/（r1+r2），其中，
13、r1=gh1dctp+edbastcos2αsinα；
14、r2=6eieh12/1.1ef3?；
15、g為鋼材的剪切模量，e為鋼材的彈性模量，h1為梁端翼緣板中心間的距離，dc為節(jié)點域板間寬度，tp為節(jié)點域梁腹板厚度，db為節(jié)點域板間高度，ast為兩條斜加勁肋的總截面積,α為斜加勁肋傾角；r1為與節(jié)點域剪切變形對應的剛度；r2為連接的彎曲剛度，包括端板彎曲、螺栓拉伸和柱翼緣彎曲所對應的剛度；ie為端板慣性矩，ef為端板外伸部分的螺栓中心到其加勁肋外邊緣的距離。
16、本專利技術(shù)一個較佳方案中，鋼梁線剛度算法為： ib=eib/ lb，ib為梁線剛度；e為鋼材的彈性模量，ib為剛架橫梁跨間的平均截面慣性矩，節(jié)點左右橫梁取平均；lb為剛架橫梁跨度，節(jié)點左右跨度取平均值。
17、本專利技術(shù)一個較佳方案中，在步驟一中，所述剛架中的梁柱連接節(jié)點為剛性連接。
18、本專利技術(shù)一個較佳方案中，在步驟四中，當r/ ib= kb≤25時，半剛半鉸節(jié)點，梁柱節(jié)點考慮剛度系數(shù)a，a= ?kb/25，對節(jié)點剛度進行折減，對模型進行復核，計算結(jié)果不滿足設(shè)計要求，則調(diào)整局部梁柱截面重復上述過程，計算結(jié)果同增設(shè)斜向加勁肋或增厚節(jié)點域腹板對比用鋼量，并在考慮滿足節(jié)點剛度的情況下選用更經(jīng)濟的方案。
19、本專利技術(shù)一個較佳方案中，當 kb≥10時，帶回模型后不涉及所述剛架中梁柱截面的調(diào)整，能夠滿足設(shè)要求；當 kb小于10時，復核原模型，或按照搖擺柱設(shè)計。
20、本專利技術(shù)一個較佳方案中，所述構(gòu)件內(nèi)力要求包括：在設(shè)計荷載的作用下構(gòu)件應力比小于1。
21、本專利技術(shù)一個較佳方案中，一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法的計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)所述的準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法的步驟。
22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)所達到的有益效果：
23、本專利技術(shù)公開的一種經(jīng)濟性高，剛接結(jié)構(gòu)剛度優(yōu)異的能準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法。對于門式剛架中柱端板平放的梁柱連接節(jié)點，當梁柱連接滿足受力要求時，根據(jù)轉(zhuǎn)動剛度與線剛度的比值，確定節(jié)點實際約束剛度，再進行整體模型的復核，而不必須去滿足構(gòu)造要求達到理想剛接。該方法可降低梁柱節(jié)點的用鋼量，在確保安全的基礎(chǔ)上，節(jié)點構(gòu)造簡單便于施工。
24、（1）構(gòu)造簡潔：節(jié)點區(qū)域不需要更換節(jié)點域腹板厚度或增設(shè)斜向加勁肋，減少節(jié)點區(qū)域焊縫，便于施工；
25、（2）經(jīng)濟性：相比于理想剛接的構(gòu)造要求，用鋼量低，有一定的經(jīng)濟性；
26、（3）適用性：對于多跨門式剛架的中間節(jié)點設(shè)計，均可適用。
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1.一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：步驟四中，判斷R/ib=kb與25的大小關(guān)系，ib為鋼梁線剛度，R為梁柱轉(zhuǎn)動剛度，kb為梁柱節(jié)點約束剛度；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：指標要求包括位移、撓度、和寬厚比；構(gòu)件內(nèi)力包括梁柱應力比。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：所述梁柱轉(zhuǎn)動剛度算法為：R=R1*R2/（R1+R2），其中，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：所述鋼梁線剛度算法為：ib=EIb/lb，ib為梁線剛度；E為鋼材的彈性模量，Ib為剛架橫梁跨間的平均截面慣性矩，節(jié)點左右橫梁取平均；lb為剛架橫梁跨度，節(jié)點左右跨度取平均值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：在步驟四中，當R/ib=kb≤25時，半剛半鉸節(jié)點，梁柱節(jié)點考慮剛度系數(shù)a，a=?kb/25，對節(jié)點剛度進行折減，對模型進行復核，計算結(jié)果不滿足設(shè)計要求，則調(diào)整局部梁柱截面重復上述過程，計算結(jié)果同增設(shè)斜向加勁肋或增厚節(jié)點域腹板對比用鋼量，并在考慮滿足節(jié)點剛度的情況下選用更經(jīng)濟的方案。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：當kb≥10時，帶回模型后不涉及所述剛架中梁柱截面的調(diào)整，能夠滿足設(shè)要求；當kb小于10時，復核原模型，或按照搖擺柱設(shè)計。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：所述構(gòu)件內(nèi)力要求包括：在設(shè)計荷載的作用下構(gòu)件應力比小于1。
10.一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法的計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序/指令，其特征在于，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)權(quán)利要求1-9中任一所述的準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：步驟四中，判斷r/ib=kb與25的大小關(guān)系，ib為鋼梁線剛度，r為梁柱轉(zhuǎn)動剛度，kb為梁柱節(jié)點約束剛度；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：指標要求包括位移、撓度、和寬厚比；構(gòu)件內(nèi)力包括梁柱應力比。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：所述梁柱轉(zhuǎn)動剛度算法為：r=r1*r2/（r1+r2），其中，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：所述鋼梁線剛度算法為：ib=eib/lb，ib為梁線剛度；e為鋼材的彈性模量，ib為剛架橫梁跨間的平均截面慣性矩，節(jié)點左右橫梁取平均；lb為剛架橫梁跨度，節(jié)點左右跨度取平均值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種準確考慮門式剛架中柱端板平放節(jié)點剛度的設(shè)計方法，其特征在于：在步驟一中，所述剛架中的梁柱連接節(jié)點為...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何晨，路江龍，楊偉興，沈曉明，
申請(專利權(quán))人：中衡設(shè)計集團股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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