专利名称：钢框架梁柱连接节点转角的计算机辅助测量方法
技术领域：
本发明涉及结构工程钢结构技术领域，尤其是钢框架结构梁柱节点受力性能的试 验研究以及钢框架结构的设计计算。
背景技术：
钢框架结构在国内外已经得到了广泛应用，其梁柱节点的弯矩-转角曲线对框架 内力和变形分析计算以及梁柱构件的设计有着重要的影响。由于研究环境和研究方法的差 异，国内外研究者大多采用自己定义的节点转角和测量计算方法，测量得到的结果不准确 或不正确，使得已取得的大量研究成果在其适用性、可比性上及实用性上存在较大的不足。 如何准确的测量钢框架梁柱节点的变形、采用相应的计算方法获得可靠的节点转角是科学 研究及工程实践中亟待解决的问题。
发明内容
针对现有研究中无法准确测量计算钢框架结构梁柱连接节点转角的问题，本发明 提出了多种测量计算方法，通过量测装置的合理选用与布置，并依照相应的公式计算节点 转角。该方法能够分离出节点转角的各组成成分，可除去柱子的转角变形，从而能够更准确 的获得梁柱连接的节点转角。1.钢框架梁柱连接节点转角的计算机辅助测量方法，其特征在于，依次会有以下 步骤步骤(1)把第一位移计(1)安装在与梁受拉翼缘相邻的节点上，在钢框架梁柱受 力情况下，测量与所述梁受拉翼缘相邻的节点域角点沿所述梁轴向的位移，并输入所连 计算机；步骤(2)把第二位移计(2)安装在与所述梁受压翼缘相邻的节点上，在所述钢框 架梁柱受力相同的情况下，测量与所述梁受压翼缘相邻的节点域角点沿所述梁轴向的位移 A 2，并输入所连计算机；步骤(3)把第三位移计(3)安装在与所述梁受拉翼缘相对的节点上，在所述钢框 架梁柱受力相同的情况下，测量与所述梁受拉翼缘相对的节点域角点沿所述梁轴向的位移 A 3，并输入所连计算机；步骤⑷把第四位移计⑷安装在与所述梁受压翼缘相对的节点上，在所述钢框 架梁柱受力相同的情况下，测量与所述梁受压翼缘相对的节点域角点沿所述梁轴向的位移 A 4，并输入所连计算机；步骤(5)把倾角仪安装在节点域所述梁、柱轴线相交处的柱腹板上，在所述钢框 架受力相同的情况下，测量柱的转角，顺时针为正，记为0。。lmm，并输入计算机；步骤(6)所述计算机按下式计算所述节点域剪切转角。sh_ <formula>formula see original document page 3</formula> h 为梁高。
2.钢框架梁柱连接节点转角的计算机辅助测量方法，其特点在于，依次含有以下 步骤步骤(1)初始化钢框架梁柱把第一位移计(1)安装在梁受拉翼缘中心线与柱轴线的交点处；把第二位移计(2)安装在梁受压翼缘中心线与所述柱轴线的交点处；把第三位移计(3)安装在与所述梁相邻的柱翼缘中心线与所述梁轴线的交点处；把第四位移计(4)安装在与所述梁相对的柱翼缘中心线与所述梁轴线的交点处；步骤(2)在所述钢框架梁柱受力情况下，计算机从所述第一位移计(1)输入所述 梁受拉翼缘中心线与柱轴线交点处节点域沿所述梁轴向的位移，从所述第二位移计(2) 输入所述梁受压翼缘中心线与所述柱轴线交点处节点域沿所述梁轴向的位移从所述 第三位移计(3)输入与所述梁相邻的柱翼缘中心线与所述梁轴线交点处节点域沿所述柱 轴向的位移A3，从所述第四位移计(4)输入与所述梁相对的柱翼缘中心线与所述梁轴线交 点处节点域沿所述柱轴向的位移八4 ；步骤(3)计算机按下式计算所述节点域剪切转角Oshear = (A「A2)/h_OC0一，其中h为梁高，①。。luffln为柱子转角，①。。lum= (A4-A3)/b，b为柱高。有益作用(1)实现了对试验中钢框架梁柱连接节点的精确测量。(2)测量方法能够根据变形特征分解节点转角，使得测量结果可以方便、准确的应 用于考虑节点变形的钢框架结构设计计算。(3)有效排除了梁、柱构件变形的影响。
图1是本发明测量节点域剪切转角的第一种方案结构主视图。图2是本发明测量节点域剪切转角的第二种方案结构主视图。具体实施方法本发明的特征在于，测量节点域剪切转角时，含有位移计，共四个，第1位移计测 量与梁受拉翼缘相邻的节点域角点沿梁轴向的位移Ai，第2位移计测量与梁受压翼缘相邻 的节点域角点沿梁轴向的位移△ 2，第3位移计测量与梁受拉翼缘相对的节点域角点沿梁轴 向的位移A3，第4位移计测量与梁受压翼缘相对的节点域角点沿梁轴向的位移A4;倾角 仪，共一个，在节点域梁柱轴线相交处柱腹板上布置倾角仪用以测量柱子的转动。。。luffln ；测量节点域剪切转角的第二技术方案，其特征在于含有，位移计，共四个，第1位 移计测量梁受拉翼缘中心线与柱轴线交点处节点域沿梁轴向的位移，第2位移计测量梁 受压翼缘中心线与柱轴线交点处节点域沿梁轴向的位移A2，第3位移计测量与梁相邻柱翼 缘中心线与梁轴线交点处节点域沿柱轴向的位移A3，第4位移计测量与梁相对的柱翼缘的 中心线与梁轴线交点处节点域沿柱轴向的位移八4。实施例1 (参见图1)本方法即一种涉及在钢框架节点受力性能的试验研究中测 量节点域剪切变形产生的转角的方法，由布置在节点域的4个位移计和1个倾角仪实现。柱 由柱翼缘11、柱腹板12、节点域水平加劲肋13组成。梁由梁翼缘21、梁腹板22组成。位移计1测量与梁受拉翼缘相邻的节点域角点沿梁轴向的位移，记该位移为△”位移计2测量 与梁受压翼缘相邻的节点域角点沿梁轴向的位移，记该位移为A2，位移计3测量与梁受拉 翼缘相对的节点域角点沿梁轴向的位移，记该位移为A3，位移计4测量与梁受压翼缘相对 的节点域角点沿梁轴向的位移，记该位移为A4 ；倾角仪，共一个，在节点区梁柱轴线相交处 柱腹板上布置倾角仪5用以测量柱子的转动，顺时针为正，记该转角为0。。lmm;然后用公式 Oshear = (A「A2)/(2h) + (A3-A4)/(2h)-0。。lmm(其中h为梁高)计算节点域剪切转角。
实施例2 (参见图2)本方法也是一种涉及在钢框架节点受力性能试验研究中测 量节点域剪切变形产生的转角的方法，由布置在节点域的4个位移计实现。柱由柱翼缘11、 柱腹板12、节点域水平加劲肋13组成。梁由梁翼缘21、梁腹板22组成。位移计1测量梁 受拉翼缘中心线与柱轴线交点处节点域沿梁轴向的位移，记该位移为△”位移计2测量梁 受压翼缘中心线与柱轴线交点处节点域沿梁轴向的位移，记该位移为A2，位移计3测量与 梁相邻柱翼缘中心线与梁轴线交点处节点域沿柱轴向的位移，记该位移为A3，位移计4测 量与梁相对的柱翼缘中心线与梁轴线交点处节点域沿柱轴向的位移，记该位移为A4 ；然后 用公式吣。(A4_A3)/b和①shear=(八「八2)作-0。。—(其中1!为梁高，13为柱高) 计算节点域剪切转角。
权利要求
钢框架梁柱连接节点转角的计算机辅助测量方法，其特征在于，依次会有以下步骤步骤(1)把第一位移计(1)安装在与梁受拉翼缘相邻的节点上，在钢框架梁柱受力情况下，测量与所述梁受拉翼缘相邻的节点域角点沿所述梁轴向的位移Δ1，并输入所连计算机；步骤(2)把第二位移计(2)安装在与所述梁受压翼缘相邻的节点上，在所述钢框架梁柱受力相同的情况下，测量与所述梁受压翼缘相邻的节点域角点沿所述梁轴向的位移Δ2，并输入所连计算机；步骤(3)把第三位移计(3)安装在与所述梁受拉翼缘相对的节点上，在所述钢框架梁柱受力相同的情况下，测量与所述梁受拉翼缘相对的所述节点域角点沿所述梁轴向的位移Δ3，并输入所连计算机；步骤(4)把第四位移计(4)安装在与所述梁受压翼缘相对的节点上，在所述钢框架梁柱受力相同的情况下，测量与所述梁受压翼缘相对的所述节点域角点沿所述梁轴向的位移Δ4，并输入所连计算机；步骤(5)把倾角仪安装在节点域所述梁、柱轴线相交处的柱腹板上，在所述钢框架受力相同的情况下，测量柱的转角，顺时针为正，记为Φcolumn，并输入计算机；步骤(6)所述计算机按下式计算所述节点域剪切转角ΦshearΦshear＝(Δ1-Δ2)/(2h)+(Δ3-Δ4)/(2h)-Φcolumn，h为梁高。
2.钢框架梁柱连接节点转角的计算机辅助测量方法，其特点在于，依次含有以下步骤步骤(1)初始化钢框架梁柱把第一位移计(1)安装在梁受拉翼缘中心线与柱轴线的交点处； 把第二位移计(2)安装在所述梁受压翼缘中心线与所述柱轴线的交点处； 把第三位移计(3)安装在与所述梁相邻的柱翼缘中心线与所述梁轴线的交点处； 把第四位移计(4)安装在与所述梁相对的柱翼缘中心线与所述梁轴线的交点处； 步骤(2)在所述钢框架梁柱受力情况下，计算机从所述第一位移计(1)输入所述梁受 拉翼缘中心线与柱轴线交点处节点域沿所述梁轴向的位移Ai，从所述第二位移计(2)输入 所述梁受压翼缘中心线与所述柱轴线交点处节点域沿所述梁轴向的位移A2，从所述第三 位移计(3)输入与所述梁相邻柱翼缘中心线与所述梁轴线交点处节点域沿所述柱轴向的 位移A3，从所述第四位移计(4)输入与所述梁相对的柱翼缘中心线与所述梁轴线交点处节 点域沿所述柱轴向的位移八4;步骤(3)计算机按下式计算所述节点域剪切转角。sh_:<formula>formula see original document page 2</formula>其中h为梁高，0。。lum为柱子转角，Ocolm= (A4-A3)/b，b为柱高。
全文摘要
钢框架梁柱连接节点转角的计算机辅助测量方法属于钢框架结构梁柱节点受力性能的试验研究领域，其特征在于，通过安装在与梁受拉翼缘相邻的节点上、与梁受压翼缘相邻的节点上、与所述梁受拉翼缘相对的节点上及与所述梁受压翼缘相对的节点上的四个位移计，还有安装在所述梁、柱轴线相交处的柱腹板上的倾角仪来测量或者通过安装在梁受拉翼缘中心线与柱轴线交点处、安装在梁受压翼缘中心线与柱轴线交点处、安装在与梁相邻柱翼缘中心线与梁轴线交点处、安装在与梁相对的柱翼缘中心线与梁轴线交点处的四个位移计来测量计算得到。本发明具有精度高，有效排除梁、柱构件变形的影响以及应用于考虑节点变形的钢框架结构设计时方便、准确的优点。
文档编号G01B21/02GK101799285SQ20101012478
公开日2010年8月11日 申请日期2010年3月12日 优先权日2010年3月12日
发明者施刚, 王元清, 石永久 申请人:清华大学