论文部分内容阅读
传统的框架节点半刚性分析中,不论是常规试验分析、有限元的参数分析,还是理论解析计算,都是基于节点设计变量完全确定的假设,单独考虑单一设计变量变化对其响应的影响方式和影响程度,而忽略了各设计变量间的相关关系作用。国外研究人员对不同形式的连接提出的弯矩-转角公式模型,大多是拟合回归而来,存在许多的人为因素。虽然在一定条件下,与试验数据能够吻合较好,但是其公式模型中的参数定义很少具有物理意义,或者参数定义复杂,不方便工程设计;有些公式在计算中还会出现谬误,比如计算中出现负刚度,这在实际工程中是不可能的。因此,打破传统的分析方法,考虑设计变量间的相关关系,提出新的框架节点本构关系分析的研究方法,就显得十分必要。本文作为国家自然科学基金资助项目《框架节点性能研究的标准方法研究》(编号50678098)的子项目,首次提出基于影响因素相关性对框架节点本构关系进行分析研究。首先,针对几个典型的节点型式,对节点半刚性影响因素进行了统计和分类,对其几何参数进行了简单相关分析和偏相关分析,得出了几何参数间的相关关系。其次,基于有限元概率设计分析,对节点几何参数进行了独立同时变化和考虑相关性的不确定性灵敏度分析。通过几何参数与转角的相关关系和散点趋势图,探讨了几何参数与弯矩-转角间隐含的一种特殊关系表达式,提出了节点弹性阶段的弯矩-转角公式模型构建方法。并应用公式的偏导数,确定了公式的系数。使公式模型本身及其系数均具有明显的物理意义。在此基础上,针对几个典型节点(加强环式钢管砼柱节点、穿心式钢管砼柱节点和外伸端板连接的节点),在考虑各影响因素相关性的前提下,对各节点进行了不确定性灵敏度分析,应用提出的弯矩-转角模型构建方法,对各节点分别建立了弹性阶段的弯矩-转角模型,与传统的构建模型进行了比较,并引入框架进行了校核。同时,以两层两跨的平面框架为对象,对柱抗侧刚度影响因素进行了不确定性灵敏度分析,并与其理论公式进行了比较和探讨。最后,总结出一套基于影响因素相关关系,对框架节点半刚性本构关系进行分析研究的新的分析方法。这种方法可以重新审视以往的拟合回归得到的经验公式,更准确地给出其影响参数对其响应的影响方式和影响程度,从而使其参数定义具有更明显的物理意义,优于传统的弯矩-转角模型,同时又方便工程设计使用。