钢结构外露式柱脚节点性能的有限元分析
浅谈某树形钢结构节点有限元分析
浅谈某树形钢结构节点有限元分析摘要：某驿站结构形式新颖，梁柱节点处采用树形节点，截面种类多，受力复杂，需要对复杂节点进行有限元分析，确定节点区域的薄弱部位，为节点构造做法提供依据。
运用软件MIDAS FEA NX对其中的一个树形节点进行线性静力分析，由于树形节点相贯线处的受力情况复杂，采用增加加劲板等措施，计算对比结果表明所采取的措施能够有效缓解树形节点应力，对节点有一定的加固作用，荷载设计值下节点应力满足规范要求。
关键词：树形结构钢节点有限元分析Design of tree shaped steel joint of a post station structureAbstract:the structure of a post station is novel, and the beam column joints are tree joints. There are many types of cross sections and complex forces, so it is necessary to determine its bearing capacity by finite element analysis. The software MIDAS FEA NX is used to carry out linear static analysis on one of the tree nodes. Since the stress situation at the intersection line of the tree node is complex, measures such as adding stiffening plates are adopted. The calculation and comparison results show that the measures taken can effectively relieve the stress of the tree node, have a certain reinforcement effect on the node, and the node stress under the load design value meets the specification requirements.Key words:tree structuresteel nodefinite element analysis1 前言随着钢结构产业在我国的大力发展，钢结构灵活的连接形式和高效的施工速度在跨度大、施工复杂，各种各样的钢结构形式不断地推陈出新，树形结构就是其中的代表，因其外形美观，传力明确而得到广泛应用。
《2024年弯扭荷载下外伸端板连接节点受力性能有限元分析》范文
《弯扭荷载下外伸端板连接节点受力性能有限元分析》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断进步，钢结构在外伸端板连接节点上的应用日益广泛。
这些连接节点不仅承载着弯曲荷载，同时也需承受扭转载荷。
本文通过有限元分析方法，对弯扭荷载下外伸端板连接节点的受力性能进行了深入的研究。
通过构建有限元模型，分析节点在弯扭荷载作用下的应力分布、变形特征及整体性能，为实际工程应用提供理论依据和指导。
二、有限元模型构建1. 模型简化与假设为便于计算和分析，本文对实际的外伸端板连接节点进行了适当的简化。
假设节点材料为各向同性、均匀连续的弹性体，忽略材料非线性和接触非线性等因素的影响。
同时，为提高计算效率，对模型进行了几何简化，保留了节点的主要结构特征。
2. 材料属性与单元类型模型中采用的材料为高强度钢材，其弹性模量、屈服强度等参数均根据实际工程数据确定。
单元类型选用适用于金属材料的壳单元，以模拟节点的几何形状和应力分布。
3. 网格划分与边界条件为保证计算精度，对模型进行了细致的网格划分。
同时，根据实际工程情况，设置了合理的边界条件，包括约束节点在特定方向的位移和转动等。
三、弯扭荷载下受力性能分析1. 应力分布特征在弯扭荷载作用下，外伸端板连接节点的应力分布呈现一定规律。
通过有限元分析，可以发现节点在弯曲和扭转作用下产生的应力主要集中在连接区域和端板部位。
这些区域的应力分布较为复杂，需进行详细的分析和研究。
2. 变形特征在弯扭荷载作用下，外伸端板连接节点会产生一定的变形。
通过有限元分析，可以观察到节点的变形特征。
在弯曲荷载作用下，节点产生较大的弯曲变形；在扭转载荷作用下，节点产生扭转变形。
这些变形对节点的整体性能和应力分布具有重要影响。
3. 整体性能评估通过对有限元分析结果的综合评估，可以得出外伸端板连接节点在弯扭荷载下的整体性能表现。
根据应力分布、变形特征及承载能力等因素，对节点的性能进行评估，为实际工程应用提供参考依据。
四、结论与建议通过对外伸端板连接节点在弯扭荷载下的有限元分析，可以得出以下结论：1. 外伸端板连接节点在弯扭荷载作用下，应力主要集中在连接区域和端板部位，需进行重点关注和优化设计。
钢梁柱外伸端板半刚性连接的有限元分析
图 １连接整体模型及加载示意图
３ ． ２ 材 料本构 关 系
钢材 采 用 带 屈 服 平 台及 强 化 段 的 弹塑 性 模 型 ． 弹性 模 量
取 ２ ０ ０ ０ ０ ０ ＭＰａ 。高强 螺 栓 采 用 简化 的 带 强化 段 弹 塑性 模 型 ． 其 弹 性 模 量 亦取 ２ ０ ０ ０ ０ ０ ＭＰ ａ ． 屈 服 强 度 和 极 限 强 度 分 别 取 ９ ０ ０ ＭＰ ａ和 １ ０ ０ ０ ＭＰ ａ ， 强 化模 量取 ０ ． １倍 的初 始 弹 性模 量 。
和位 移 ； 然后在距 离端板 １ ． ５ ｍ 处施加一 致单调位移 ． 分 八 十
△＝ （ １ ＋ ） （ ３ ）
将 式（ ３ ） 代入式 （ ２ ） 可得 到连 接 初 始 刚 度公 式 （ ４） ：
Ｒ ｋ ＝ ＿１
ｅ‘
．
（ ４ ）
１ ＋ １ ２ ． ４ ￣ 。 一
式 中： Ｅ Ｉ ｐ 为端板 抗 弯刚度 ， ｔ Ｄ 为端 板厚度 ， ｅ为 梁 翼 缘 上 下 螺 栓 的 中心 间 距 。
图 ２ 端板连接的有 限元横型
加 载 时先 施 加 高 强 螺栓 预 拉 力 ．并锁 定预 拉 力 产 生 的 力
３ 有限元模型 的建 立
３ ． １模型参数设计
连接钢柱规格采 用 Ｈ ４ ０ ０ ｘ ４ ０ ０ ｘ １ ２ ｘ ２ ０ ． 连 接 铜 梁规 格 采 用
Ｈ３ ０ ０ ｘ ２ ０ ０ ｘｔ Ｏ ｘ ｌ ２，连 接 端 板 规 格 采 用 ２ ０ ０ｘ ５ ０ ０ ｘ（ １ ２ 、 １ ４、 １ ６ 、
针 对 这 类连 接 半 刚 性 的 研 究 还 明 显 不 足 。 本 文 利 用 大 型 通 用 有 限元 软 件 Ａ Ｂ Ａ ＱＵ Ｓ对 五 个 不 同 端板 厚 度 的 钢 梁 柱 外 伸 端 板 连 接 节点 进 行 了 有 限 元 分析 ， 得 到 了 钢 梁 柱 外 伸 端 板 连 接 的弯 矩 一 转角曲线， 并验 证 了 外 伸 端板 连 接初 始 刚度 公 式 的准 确 性 。
有限元法分析圆钢梁柱节点应力情况
有限元法分析圆钢梁柱节点的应力情况【中文摘要】模型实验在结构工程中应用广泛,其试验分析结果可以作为工程设计的依据。
然而,目前对于梁柱节点模型试验的分析缺乏系统的研究。
本文用有限元法分析了钢结构梁柱节点模型试验的相关问题。
以简支梁模型试验为例,从理论上进行钢结构梁柱节点的分析,本研究采用在柱端铰接固定、梁端静力单调加载的方式,考察了模型与原型在应力、位移、总体变形特征等方面的相似性。
在有限元分析中,本研究用Pro-E 软件建立了模型,然后分析梁、柱节点. 【关键词】有限元；钢结构梁柱节点；模型试验；相似性；Pro-E 【Abstract】Model test is a widely-used means of structure engineering research, and its result could be used as the reference ofengineering-oriented designing. However, there still lacks systematical study among different-scaled beam-to-column connections at present. The present study focused on the model testing of steel beam-to-column connections using finite element analysis method.In the present study we analyzed the model test of simply supported beam theoretically. The model test was carried out in the manner of constrainingbeam-to-column end by pinned support and forcing static load on the free end of the beam. Then the similarity among models and the prototype were all studied in aspects of stress, displacement, general characteristics of shape changing.In finite element analysis, we constructed models using Pro-E software and then studied beam-to-column connections.【Key Words】Finite element; Steel beam-to-column connections; Model test; similarity; Pro-E一、导言：本文用分析功能强大的Pro-E软件建立悬梁圆钢模型，通过对圆钢一端面的固定，另一端面呈自由端。
《2024年弯扭荷载下外伸端板连接节点受力性能有限元分析》范文
《弯扭荷载下外伸端板连接节点受力性能有限元分析》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断进步，外伸端板连接节点在钢结构中得到了广泛应用。
这种连接方式因其独特的结构特性和优异的力学性能，在承受弯扭荷载时具有较高的稳定性和承载能力。
然而，其在实际应用中的受力性能仍需通过深入的研究和实验验证。
本文旨在通过有限元分析方法，对外伸端板连接节点在弯扭荷载下的受力性能进行深入研究，以期为实际工程应用提供理论依据和指导。
二、有限元模型建立本节将详细介绍有限元模型的建立过程。
首先，根据实际工程中的外伸端板连接节点结构，建立三维实体模型。
模型中应包括端板、连接螺栓、钢板等主要构件，并考虑节点的几何尺寸、材料属性等因素。
其次，选择合适的有限元分析软件，如ABAQUS等，进行模型的前处理工作，包括网格划分、材料属性赋值、边界条件设定等。
最后，建立弯扭荷载的加载模型，确保荷载能够准确施加在节点上。
三、材料属性及本构关系在有限元分析中，材料属性及本构关系的选择对分析结果的准确性具有重要影响。
因此，本节将详细阐述所选用材料的属性及本构关系。
首先，对所使用的钢材进行材料性能测试，获取其弹性模量、屈服强度、抗拉强度等基本力学性能指标。
其次，根据材料的应力-应变关系，选择合适的本构模型，如双线性模型、多线性模型等。
最后，将材料属性和本构关系输入到有限元模型中，为后续的受力性能分析提供基础。
四、弯扭荷载下的受力性能分析本节将重点分析外伸端板连接节点在弯扭荷载下的受力性能。
首先，通过有限元软件对模型进行求解，得到节点在不同弯扭荷载下的应力分布、位移变化等情况。
其次，对结果进行后处理，提取节点的应力-位移曲线、荷载-位移曲线等关键数据。
最后，对数据进行分析和讨论，探讨节点的承载能力、破坏模式、刚度等力学性能。
五、结果与讨论通过对有限元分析结果的处理和讨论，本节将得出以下结论。
首先，外伸端板连接节点在弯扭荷载下具有较高的承载能力和稳定性，能够满足实际工程的需求。
外露式钢柱脚极限承载力算法
外露式钢柱脚极限承载力算法外露式钢柱脚极限承载力算法是一个涉及结构工程设计和分析的重要问题。
钢柱脚作为建筑物或桥梁等钢结构体系的关键构件，其极限承载力决定了结构整体的稳定性和安全性。
因此，准确评估钢柱脚的极限承载力至关重要。
在计算外露式钢柱脚的极限承载力时，需要考虑多个因素，包括钢柱脚的几何尺寸、材料属性、荷载类型以及连接方式等。
以下是一个基本的算法框架，用于估算外露式钢柱脚的极限承载力：确定钢柱脚的几何尺寸和材料属性。
这包括柱脚的截面尺寸、厚度、材料类型以及屈服强度等。
这些参数将直接影响柱脚的承载能力。
分析荷载类型和加载条件。
荷载类型可能包括静载、动载、风载、地震载等，加载条件则包括荷载的方向、大小和分布等。
这些因素将决定柱脚所承受的实际应力状态。
考虑柱脚与基础的连接方式。
外露式钢柱脚通常通过焊接或螺栓连接等方式与基础相连。
不同的连接方式将影响柱脚的传力机制和应力分布，从而影响其极限承载力。
应用适当的结构分析方法和设计软件。
常用的结构分析方法包括有限元分析、塑性铰分析等。
通过这些方法，可以模拟柱脚在不同荷载作用下的受力状态，从而估算其极限承载力。
进行必要的实验验证和工程实践考虑。
实验验证可以通过对实际柱脚进行加载试验来验证算法的准确性和可靠性。
工程实践考虑则包括考虑施工误差、材料变异等因素对柱脚极限承载力的影响。
综上所述，外露式钢柱脚极限承载力算法是一个复杂而关键的问题。
通过综合考虑几何尺寸、材料属性、荷载类型和连接方式等多个因素，运用适当的结构分析方法和设计软件，我们可以估算出钢柱脚的极限承载力，为结构工程的设计和安全评估提供重要依据。
钢梁柱节点受力性能的有限元分析
塑性 阶段 增 量 为 １ｍｍ。 ０
弹 塑性 分 析 以试 验 中 的 节 点 试 件 为 分 析 原 型 ，每 个 试
征 及 极 限承 载 力 。 Ｎ Ｙ Ａ Ｓ Ｓ计 算 分析 的 结果 与有 关理 论 及 试 验 研 究 结果 吻 合 较 好 。 对 梁柱 节 点 的 力 学性 能 进 行 了分 析 ， 对 并 即
梁 柱 节 点 形 式进 行 了优 化 分 析 处 理 ， 出了 更 为 经 济合 理 的更 有 利 于改 善 节 点 抗 震 性 能 的 改 进 型 结 构 。 提
接 处 ， 多为 完 全 脆 性 断 裂 。 且 为 研 究 并 评 价 梁 柱 节 点 的抗 震 性 能 ，探 讨 节 点 脆 性 破 坏机理 ， 分析 节点 的应 力 分 布 ， 求新 型抗 震 节 点 ， 文 采 寻 本 用 Ａ Ｓ Ｓ有 限元 软 件 ，对 四种 不 同构 造 型 式 的节 点 进 行 了 ＮＹ 弹 塑性 有 限 元 分 析 ， 析 结 果 与 有 关 试 验 结 果 吻 合 较 好 。 分
在 １９ ９ ４年 美 国 Ｎ ｒ ｒ ｇ ｏｔ ｉ ｅ和 １ ９ ｈｄ ９ ５年 日本 Ｋ ｂ 地 震 中 ， ｏｅ
按 抗 震 规 范 所设 计 的 钢 框 架 梁 柱 节 点 ，并 未 像 所 期 望 的 那
样 如 期 形成 塑性 铰 ， 耗 散 地 震 能 量 ， 持 结 构 完 整 ， 是 以 保 而 遭 受 了 严 重 的 脆 性 破 坏 ，节 点 破 坏 主要 发 生 在梁 柱翼 缘 焊
钢管混凝土柱节点承载力有限元分析
钢管混凝土柱节点承载力有限元分析摘要：以某钢管桁架与钢管混凝土柱的连接节点为研究对象，采用有限元软件ABAQUS，分析节点在复杂受力状态下的承载能力，通过分析有限元计算结果，节点满足设计要求。
关键词：有限元分析，节点承载力，ABAQUS，塑性损伤模型引言作为构件连接与传力的重要部分，钢结构节点受力分析是结构安全的重要保障。
本文以一主展馆钢管桁架与钢管混凝土柱的连接节点为研究对象，采用有限元软件ABAQUS，分析节点的承载能力，并与试验结果比较，验证节点安全性。
1.有限元模型1.1.材料本构模型钢管桁架弦杆与钢管混凝土柱外壁为Q345钢材，采用四折线理想弹塑性本构模型，如图1[1]。
图1 钢管本构模型钢管混凝土柱核心混凝土标号为C40，采用塑性损伤本构模型。
此本构模型假定：在不大于4或5倍的极限单轴压应力的低围压条件下，混凝土为脆性材料，主要破坏机理表现为拉裂与压碎。
在模拟混凝土在单向、循环及动荷载作用下的不可逆损伤破坏行为等方面，塑性损伤本构模型具有较好收敛性能[1]。
混凝土単轴应力应变关系见式（1）、（2）[2]：受压时：（1）受拉时：（2）其中，、或为混凝土峰值单轴压、拉应力，为对应峰值应变，为单轴全应力应变关系曲线的参数值，取值见文献[2]。
参考文献：[1]、[3]，可得压缩损伤值、拉伸损伤值与非弹性应变、开裂应变的关系，其曲线如图2。
（a）压应力-非弹性应变关系（b）损伤值-非弹性应变关系（c）拉应力-开裂应变关系（d）损伤值-开裂应变关系图2 混凝土C401.2.模型建立本文研究的节点为桁架的各杆件通过节点板与钢管混凝土柱连接，其杆件布置图如图3，GGKZ为钢管混凝土柱，有限元模型如图4。
图3 桁架杆件布置图（a）整体模型及杆件编号（b）节点板模型图4 有限元模型假定钢管柱范围内节点板完全嵌固在核心混凝土中，不考虑它们之间的滑移，其接触采用embedded region命令。
假定核心混凝土与钢管相互作用分解为法向与切向两个方向作用：法线方向为硬接触（hard contact），切向作用采用库伦摩擦模型（coulomb friction）模拟：接触面可传递法向压力，并在切向产生摩擦力，其摩擦系数取0.6[4]，当切向力大于临界摩擦力时，接触面即发生相对滑移，结合工程实际，假定滑移为小滑移（small sliding）；当接触面法向压力为零或者负值时，两接触面分离，相应节点接触被解除。
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（１）ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆｔｗｏ ａｎｃｈｏｒ ｂｏｌｔｓ ｓｙｍｍｅｔｒｙ ａｒｒａｎｇｅｄ；
（２）ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｕｒ ａｎｃｈｏｒ ｂｏｌｔｓ ｓｙｍｍｅｔｒｙ ａｒｒａｎｇｅｄ；
ｓｙｍｍｅｔｒｙ （３）ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｕｒ ａｎｃｈｏｒ ｂｏｌｔｓ
我国已颁布了《钢结构设计规范》（ＧＢ ５００１７－２００３）等规范和规程来适 应钢结构在我国的迅速发展。钢结构的结构体系是由构件和节点构成的，对 构件及其体系形式的研究历史悠久，随着钢结构应用的不断增加存设计中遇 到的问题也明显起来，世界各国在经历了数次惨痛的地震教训后深刻地认识 到钢结构的结构变形性能主要决定于节点的力学行为“”“１。柱脚节点作为钢 框架中的关键连接部分其连接性能直接影响着整个框架在荷载作用下的整体 性能。近年来，随着计算机技术的不断发展，使用有限元方法研究节点越来 越深入。本文的工作即是使用ＡＮＳＹＳ模拟钢柱脚节点分析其性能。
１．３国内外的研究现状
关于半刚性连接的研究，目前国内外的文献主要集中在两个方面：一足
半刚性连接计算方法的讨论，探讨一种既简单又准确的表达形式来反映这种
连接的节点弯矩和相对转角的关系；二是以大量的试验为依据来验证半刚性
连接节点框架的静、动力受力性能。
ห้องสมุดไป่ตู้
节点连接特性一般用Ｍ一一关系来描述。Ｍ＝，（咖）式中：Ｍ表示作用
．１１１．
第１章绪论
第１章绪论
１．１课题的背景及意义
近年来我国钢结构建筑发展迅速，形式多种多样，主要有…：①高层钢 结构”１。②大跨度空间钢结构；③轻钢结构；④钢和混凝土组合结构；⑤钢 结构住宅；⑥桥梁钢结构；⑦城市交通、环保、公共设施钢结构；⑧塔桅、 管道钢结构、容器及特种构筑物；⑨海洋平台、锅炉刚架等；⑩重型工业厂 房。这些建筑（构筑）物尽管使用功能各有不同，形态千差万别，但有一个 共同点：它们都要落地生根，所以柱脚节点是钢结构设计中要注意的关键部 位之一。工业化体系的钢结构建筑。１１具有诸多优点，被广泛应用。在轻钢 结构设计中，风荷载等横向荷载引起的框架侧移往往控制设计，是影响建筑 用钢量的最主要因素，用钢量随框架侧移限制条件严格而提高，基本成线件 关系”１。可见若采取适当的框架侧移限制条件具有十分重大的经济效益。
目前采用外露式柱脚节点非常普遍，若考虑它的实际抗弯刚度，则可以 使设计更接近结构的真实性质，并减少用钢量，具有重大的经济效益…。１“。 可见，应该进一步考查外露式柱脚节点的抗弯刚度和极限承载强度。
１．２钢结构柱脚节点的分类
柱脚节点按照分析问题的角度不同而有不同的分类。 Ｉ根据柱脚节点构造划分 柱脚可分为埋入式柱脚、外包式柱脚、外露式柱脚和插入式柱脚““。
于节点的弯矩；西表示构件端部相互间的角位移。Ｃ表示节点刚度““。
Ｍ（奶＝ａＭ。南
Ｃ（∞２毗若静
全刚：咖：０ｊＣ：型望 驴。
全铰：≯：ｍｊＣ：０
国内研究钢柱柱脚的文献很少，近几年关注程度逐渐增加。人多是用试
验方法总结其部分性能，很少用有限元综合分析。李德滋教授在８０年代对 外露式柱脚作了一些理论分析和试验研究，提出了随柱脚截面弯矩和轴力及 底板截血高度变化的混凝土合力作用点位置的确定方法来计算锚栓拉力，并 考虑了锚拴参与抗剪的设计方法…１…。９０年代于安麟教授在柱脚滞问曲线 试验研究基础上提出了确定整个柱脚节点抗弯和抗剪承载力的方法””“１。 １９９６年张安国、吴昌栋进行ｌ：２缩尺单肢钢柱脚抗剪承载力试验，认为影 响柱脚抗剪承载力的因素，主要是柱的轴压力和锚栓作用。在实际工程中存 在锚栓预紧力能不同程度地增强柱脚的初始转动刚度。本试验设定了３种锚 检预紧力，考察其对柱脚抗剪承载力的影响““。
ａｃｃｕｒａｃｉｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｏｎ ｔｈｉｓ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，ｔｈｅｙ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ
ｃａｒｒｙ ｏｎ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ．
Ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｂｕｉｌｄ ｕｐ ｗｉｔｈ ａ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ
ｏｆ ＡＮＳＹＳ．Ｐａｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｐｒｏｖｅ ｔｈａｔ ｍｏｄｅｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ
ｎｅａｒ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅｎ ｐｕｓｈ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｔｕｒｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｄｅｓｉｇｎ；Ｃａｎ ａｌｓｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｏ ｕｓｅ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｑｕａｎｔｉｔｙ，ｈａｖｅ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｅｃｏｎｏｍｙ
由节点承载力划分，可以分为全强、部分强度、铰等三种。若最大弯矩
第１释绪论
达到Ｍ‘＞１．０（Ｍ＋＝Ｍ／Ｍ。，Ｍ。框架的极限承载力），作为仝强考虑；而
当１．０＞Ｍ＋＞０．２５的节点作为部分强度节点；Ｍ＋＜Ｏ．２５的作为铰节点。 ＩＩＩ根据节点刚度划分 在实践设计中，工程师通常把柱脚简化为铰接的或刚接的，而实际上柱
喻尔滨Ｔ业大学工学硕上学位论立
①埋入式柱脚是将钢柱以一定深度埋景在混凝土基础梁中，内力传递主 要依靠混凝土对钢柱翼缘的承压力。
②外露式柱脚是将柱的底部与相对而言刚度较人的底板焊接连接，底板 用预埋在混凝土基础中的锚栓固定“３“３。图卜１为外露式柱脚在实际工程中 的麻用。
（ａ）
（ｃ）
（哪
图ｌ一１外露式柱脚节点的实际应用
关键词钢结构；外露式柱脚；半刚性节点；有限元分析方法
堕尘堡三些奎兰三兰堡圭兰堡鎏叁：：：：：＝：：：
：：：：：！
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｒｔｓ ｔｈａｔ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｂｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｙ， ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｕｓｕａｌｌｙ ｔｕｍ ｉｎ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ａｓ ｐｉｎｎｅｄ ｏｒ ｆｉｘｅｄ， ｔｈａｔ ｉｓ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｔｏ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ ｏｎ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｄｅｇｒｅｅ．Ｔｈｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｈａｒｍｓ ｔｈｅ ｆａｃｔ ｔＯ ｕｒｇｅ ｔｈｅ ｐｅｏｐｌｅ ｔｏ ｅｘａｍｉｎｅ ｏｎｅｓｅｌｆ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｓｅｖｅｒｅｌｙ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｅｘｐｏｓｅｄ—ｔｙｐｅ ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ．Ｋｎｏｗ ｔｏ ａｌｌ，ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ
ｖａｌｕｅ．
Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｅｘｐｏｓｅｄ－ｔｙｐｅ ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｉｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｓ ａｓ
ｆｏｌｌｏｗｉｎｇｓ：
Ａ ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉＳ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｅａｃｈ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ａｓ ｔｏ ｉｔ＇ｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ Ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｓｕｍ ｕｐ ａ ｆｏｍｕｌａ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ．
ａｒｒａｎｇｅｄ．ｗｉｔｈ
ｂｅａｒｅｒ ｐｌａｔｅ ｆｏｒ ａｎｃｈｏｒ ｂｏｌｔ．
Ｔｈｅｎ ｅａｃｈ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ａｓ ｔｏ ｉｔ’Ｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｇｅｔ，
ａｎｄ Ｓｕｍ ｕｐ ｉｔ’Ｓ Ｍ一西．Ｍｏｒｅ，ａ ｆｏｍｕｌａ ｏｆｅｌａｓｔｉｃ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｉｓ ｆｏｕｎｄｅｄ．
本文对Ｈ型钢截面柱外露式柱脚节点的性能进行了研究，主要研究内
容如下：
用ＡＮＳＹＳ有限元程序建立外露式柱脚节点模型，并与试验结果进行比 较证明了该模型计算的准确性和精确度，为进一步分析柱脚节点的性能提供 依据。在此基础上，对以下三种柱脚节点的性能进行了有限元分析：
（１）两个锚栓对称布置的柱脚节点； （２）四个锚栓对称布置的柱脚节点； （３）四个锚栓对称布置，设置锚栓支承托板的柱脚节点。 通过分析得到了柱脚各个参数对其性能的影响程度，总结其Ｍ一西关 系，按照两种定义标准对柱脚节点的约束刚度进行了比较，进而归纳出弹性 抗弯刚度的计算公式。 并对柱脚底板厚度设计方法进行了探讨，经有限元结果与传统方法结果 分析比较后，修正了柱脚底板厚度的设计方法。
Ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｂａｓｅ ｐｌａｔｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ．Ａｆｔｅｒ ａ
ｃｏｍｐａｒｉｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｆｉｎｉｔｅ ｒｅｓｕｌｔ ａｎｄ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ．ａｎ ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｂａｓｅ ｐｌａｔｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｅｘｐｏｓｅｄ－ｔｙｐｅ ｃｏｌｕｍｎ ｂａｓｅ；ｓｅｍｉ—ｒｉｇｉｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ； ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ