随着经济的发展,我国钢材产量和质量的提高,门式刚架轻钢结构建筑的应用越来越普遍。但目前端板连接的转动计算理论上尚未有成熟的方法,有关的规范、规程对节点的规定主要是传统的设计方法,它对节点的简化和假设不能充分反映端板连接节点的受力性能。通常在设计的过程中很少注意端板刚结节点的转动。由于梁～柱、梁～梁的端板连接节点的转动,减少了梁对柱的约束,增加了门式刚架柱的计算长度和梁的挠度,对结构体系是不利的,是值得研究的。这于是引发了研究者们对端板连接节点的变形性能与它对结构产生的影响做更深入的探讨。 根据已有的文献资料可以看出,外伸式有加劲肋的端板连接节点的突出优点在于其良好的受力性能、稳定的滞回性能、良好的耗能能力以及便于施工等优点,有很好的推广价值。 本文首先从能量法的角度出发,选取典型板块推导端板厚度的设计公式。接着又探讨了端板连接节点半刚性及其对门式刚架内力和变形的影响。得出的结论是,节点半刚性对刚架的位移和内力有较大影响。当节点转动刚度较大时,门式刚架按节点理想刚性设计是可行的,但当节点的转动刚度较小时仍按理想刚性对待可能会导致结构的不安全,因此建议设计时应尽量增大节点的刚性。 接着用有限元方法,考虑材料非线性建立ansys接触单元,同时给高强螺栓施加预应力,建立五个节点模型做静力分析,发现了节点域腹板和柱端板下沿是外伸式有加劲肋端板连接节点受力和变形的薄弱部位,这两处的Mises应力远远超出其他部位的应力,数据显示,节点域的转角位移占整个节点位移的60-80%。若通过构造措施,加设节点域斜向加劲肋并延长柱端板,可将节点的转角缩小为原来的30-50%。同时节点的应力分布也得到改善。 在第四部分,就不同尺寸或不同构造的五个节点,进行了滞回分析,探讨其性能。结果发现,外伸式有加劲肋的端板连接节点,改善构造后,有着较好的线性初始刚度,这为正常使用极限状态的抗变形设计提供了很好的可预见性。另外,这种节点在更大的荷载作用下也具有很好的延性,说明其抗震性能也不错。可见这种改善构造的外伸式有加劲肋的端板连接节点既有很稳定的初始刚度,又保留了端板连接节点的良好耗能能力。另外从应力曲线发现,端板的受拉部分和受压部分都处在较大的应力状态,设计应该同时对受拉和承压部分做演算。 在第五章里,将端板连接节点的研究结论应用于实际工程项目中,分析对比节点受力、变形的合理性,这为钢材的合理应用提供了借鉴依据。 最后,提出一些对工程设计具有一定的参考价值的结论与建议,同时也为进一步的研究该种节点的连接性能打下了基础。