專(zhuān)利名稱(chēng)：鋼框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)工程鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)受力性能的試 驗(yàn)研究以及鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
背景技術(shù)：
鋼框架結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，其梁柱節(jié)點(diǎn)的彎矩-轉(zhuǎn)角曲線對(duì)框架 內(nèi)力和變形分析計(jì)算以及梁柱構(gòu)件的設(shè)計(jì)有著重要的影響。由于研究環(huán)境和研究方法的差 異，國(guó)內(nèi)外研究者大多采用自己定義的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角和測(cè)量計(jì)算方法，測(cè)量得到的結(jié)果不準(zhǔn)確 或不正確，使得已取得的大量研究成果在其適用性、可比性上及實(shí)用性上存在較大的不足。 如何準(zhǔn)確的測(cè)量鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)的變形、采用相應(yīng)的計(jì)算方法獲得可靠的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角是科學(xué) 研究及工程實(shí)踐中亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有研究中無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量計(jì)算鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱連接節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的問(wèn)題，本發(fā)明 提出了多種測(cè)量計(jì)算方法，通過(guò)量測(cè)裝置的合理選用與布置，并依照相應(yīng)的公式計(jì)算節(jié)點(diǎn) 轉(zhuǎn)角。該方法能夠分離出節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的各組成成分，可除去柱子的轉(zhuǎn)角變形，從而能夠更準(zhǔn)確 的獲得梁柱連接的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角。1.鋼框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法，其特征在于，依次會(huì)有以下 步驟步驟(1)把第一位移計(jì)(1)安裝在與梁受拉翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)上，在鋼框架梁柱受 力情況下，測(cè)量與所述梁受拉翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿所述梁軸向的位移，并輸入所連 計(jì)算機(jī)；步驟(2)把第二位移計(jì)(2)安裝在與所述梁受壓翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)上，在所述鋼框 架梁柱受力相同的情況下，測(cè)量與所述梁受壓翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿所述梁軸向的位移 A 2，并輸入所連計(jì)算機(jī)；步驟(3)把第三位移計(jì)(3)安裝在與所述梁受拉翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)上，在所述鋼框 架梁柱受力相同的情況下，測(cè)量與所述梁受拉翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿所述梁軸向的位移 A 3，并輸入所連計(jì)算機(jī)；步驟⑷把第四位移計(jì)⑷安裝在與所述梁受壓翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)上，在所述鋼框 架梁柱受力相同的情況下，測(cè)量與所述梁受壓翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿所述梁軸向的位移 A 4，并輸入所連計(jì)算機(jī)；步驟(5)把傾角儀安裝在節(jié)點(diǎn)域所述梁、柱軸線相交處的柱腹板上，在所述鋼框 架受力相同的情況下，測(cè)量柱的轉(zhuǎn)角，順時(shí)針為正，記為0。。lmm，并輸入計(jì)算機(jī)；步驟(6)所述計(jì)算機(jī)按下式計(jì)算所述節(jié)點(diǎn)域剪切轉(zhuǎn)角。sh_ <formula>formula see original document page 3</formula> h 為梁高。
2.鋼框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法，其特點(diǎn)在于，依次含有以下 步驟步驟(1)初始化鋼框架梁柱把第一位移計(jì)(1)安裝在梁受拉翼緣中心線與柱軸線的交點(diǎn)處；把第二位移計(jì)(2)安裝在梁受壓翼緣中心線與所述柱軸線的交點(diǎn)處；把第三位移計(jì)(3)安裝在與所述梁相鄰的柱翼緣中心線與所述梁軸線的交點(diǎn)處；把第四位移計(jì)(4)安裝在與所述梁相對(duì)的柱翼緣中心線與所述梁軸線的交點(diǎn)處；步驟(2)在所述鋼框架梁柱受力情況下，計(jì)算機(jī)從所述第一位移計(jì)(1)輸入所述 梁受拉翼緣中心線與柱軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿所述梁軸向的位移，從所述第二位移計(jì)(2) 輸入所述梁受壓翼緣中心線與所述柱軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿所述梁軸向的位移從所述 第三位移計(jì)(3)輸入與所述梁相鄰的柱翼緣中心線與所述梁軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿所述柱 軸向的位移A3，從所述第四位移計(jì)(4)輸入與所述梁相對(duì)的柱翼緣中心線與所述梁軸線交 點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿所述柱軸向的位移八4 ；步驟(3)計(jì)算機(jī)按下式計(jì)算所述節(jié)點(diǎn)域剪切轉(zhuǎn)角Oshear = (A「A2)/h_OC0一，其中h為梁高，①。。luffln為柱子轉(zhuǎn)角，①。。lum= (A4-A3)/b，b為柱高。有益作用(1)實(shí)現(xiàn)了對(duì)試驗(yàn)中鋼框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)的精確測(cè)量。(2)測(cè)量方法能夠根據(jù)變形特征分解節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角，使得測(cè)量結(jié)果可以方便、準(zhǔn)確的應(yīng) 用于考慮節(jié)點(diǎn)變形的鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。(3)有效排除了梁、柱構(gòu)件變形的影響。


圖1是本發(fā)明測(cè)量節(jié)點(diǎn)域剪切轉(zhuǎn)角的第一種方案結(jié)構(gòu)主視圖。圖2是本發(fā)明測(cè)量節(jié)點(diǎn)域剪切轉(zhuǎn)角的第二種方案結(jié)構(gòu)主視圖。具體實(shí)施方法本發(fā)明的特征在于，測(cè)量節(jié)點(diǎn)域剪切轉(zhuǎn)角時(shí)，含有位移計(jì)，共四個(gè)，第1位移計(jì)測(cè) 量與梁受拉翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿梁軸向的位移Ai，第2位移計(jì)測(cè)量與梁受壓翼緣相鄰 的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿梁軸向的位移△ 2，第3位移計(jì)測(cè)量與梁受拉翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿梁軸 向的位移A3，第4位移計(jì)測(cè)量與梁受壓翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿梁軸向的位移A4;傾角 儀，共一個(gè)，在節(jié)點(diǎn)域梁柱軸線相交處柱腹板上布置傾角儀用以測(cè)量柱子的轉(zhuǎn)動(dòng)。。。luffln ；測(cè)量節(jié)點(diǎn)域剪切轉(zhuǎn)角的第二技術(shù)方案，其特征在于含有，位移計(jì)，共四個(gè)，第1位 移計(jì)測(cè)量梁受拉翼緣中心線與柱軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿梁軸向的位移，第2位移計(jì)測(cè)量梁 受壓翼緣中心線與柱軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿梁軸向的位移A2，第3位移計(jì)測(cè)量與梁相鄰柱翼 緣中心線與梁軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿柱軸向的位移A3，第4位移計(jì)測(cè)量與梁相對(duì)的柱翼緣的 中心線與梁軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿柱軸向的位移八4。實(shí)施例1 (參見(jiàn)圖1)本方法即一種涉及在鋼框架節(jié)點(diǎn)受力性能的試驗(yàn)研究中測(cè) 量節(jié)點(diǎn)域剪切變形產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角的方法，由布置在節(jié)點(diǎn)域的4個(gè)位移計(jì)和1個(gè)傾角儀實(shí)現(xiàn)。柱 由柱翼緣11、柱腹板12、節(jié)點(diǎn)域水平加勁肋13組成。梁由梁翼緣21、梁腹板22組成。位移計(jì)1測(cè)量與梁受拉翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿梁軸向的位移，記該位移為△”位移計(jì)2測(cè)量 與梁受壓翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿梁軸向的位移，記該位移為A2，位移計(jì)3測(cè)量與梁受拉 翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿梁軸向的位移，記該位移為A3，位移計(jì)4測(cè)量與梁受壓翼緣相對(duì) 的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿梁軸向的位移，記該位移為A4 ；傾角儀，共一個(gè)，在節(jié)點(diǎn)區(qū)梁柱軸線相交處 柱腹板上布置傾角儀5用以測(cè)量柱子的轉(zhuǎn)動(dòng)，順時(shí)針為正，記該轉(zhuǎn)角為0。。lmm;然后用公式 Oshear = (A「A2)/(2h) + (A3-A4)/(2h)-0。。lmm(其中h為梁高)計(jì)算節(jié)點(diǎn)域剪切轉(zhuǎn)角。
實(shí)施例2 (參見(jiàn)圖2)本方法也是一種涉及在鋼框架節(jié)點(diǎn)受力性能試驗(yàn)研究中測(cè) 量節(jié)點(diǎn)域剪切變形產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角的方法，由布置在節(jié)點(diǎn)域的4個(gè)位移計(jì)實(shí)現(xiàn)。柱由柱翼緣11、 柱腹板12、節(jié)點(diǎn)域水平加勁肋13組成。梁由梁翼緣21、梁腹板22組成。位移計(jì)1測(cè)量梁 受拉翼緣中心線與柱軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿梁軸向的位移，記該位移為△”位移計(jì)2測(cè)量梁 受壓翼緣中心線與柱軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿梁軸向的位移，記該位移為A2，位移計(jì)3測(cè)量與 梁相鄰柱翼緣中心線與梁軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿柱軸向的位移，記該位移為A3，位移計(jì)4測(cè) 量與梁相對(duì)的柱翼緣中心線與梁軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿柱軸向的位移，記該位移為A4 ；然后 用公式吣。(A4_A3)/b和①shear=(八「八2)作-0。?！?其中1!為梁高，13為柱高) 計(jì)算節(jié)點(diǎn)域剪切轉(zhuǎn)角。
權(quán)利要求
鋼框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法，其特征在于，依次會(huì)有以下步驟步驟(1)把第一位移計(jì)(1)安裝在與梁受拉翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)上，在鋼框架梁柱受力情況下，測(cè)量與所述梁受拉翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿所述梁軸向的位移Δ1，并輸入所連計(jì)算機(jī)；步驟(2)把第二位移計(jì)(2)安裝在與所述梁受壓翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)上，在所述鋼框架梁柱受力相同的情況下，測(cè)量與所述梁受壓翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿所述梁軸向的位移Δ2，并輸入所連計(jì)算機(jī)；步驟(3)把第三位移計(jì)(3)安裝在與所述梁受拉翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)上，在所述鋼框架梁柱受力相同的情況下，測(cè)量與所述梁受拉翼緣相對(duì)的所述節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿所述梁軸向的位移Δ3，并輸入所連計(jì)算機(jī)；步驟(4)把第四位移計(jì)(4)安裝在與所述梁受壓翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)上，在所述鋼框架梁柱受力相同的情況下，測(cè)量與所述梁受壓翼緣相對(duì)的所述節(jié)點(diǎn)域角點(diǎn)沿所述梁軸向的位移Δ4，并輸入所連計(jì)算機(jī)；步驟(5)把傾角儀安裝在節(jié)點(diǎn)域所述梁、柱軸線相交處的柱腹板上，在所述鋼框架受力相同的情況下，測(cè)量柱的轉(zhuǎn)角，順時(shí)針為正，記為Φcolumn，并輸入計(jì)算機(jī)；步驟(6)所述計(jì)算機(jī)按下式計(jì)算所述節(jié)點(diǎn)域剪切轉(zhuǎn)角ΦshearΦshear＝(Δ1-Δ2)/(2h)+(Δ3-Δ4)/(2h)-Φcolumn，h為梁高。
2.鋼框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法，其特點(diǎn)在于，依次含有以下步驟步驟(1)初始化鋼框架梁柱把第一位移計(jì)(1)安裝在梁受拉翼緣中心線與柱軸線的交點(diǎn)處； 把第二位移計(jì)(2)安裝在所述梁受壓翼緣中心線與所述柱軸線的交點(diǎn)處； 把第三位移計(jì)(3)安裝在與所述梁相鄰的柱翼緣中心線與所述梁軸線的交點(diǎn)處； 把第四位移計(jì)(4)安裝在與所述梁相對(duì)的柱翼緣中心線與所述梁軸線的交點(diǎn)處； 步驟(2)在所述鋼框架梁柱受力情況下，計(jì)算機(jī)從所述第一位移計(jì)(1)輸入所述梁受 拉翼緣中心線與柱軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿所述梁軸向的位移Ai，從所述第二位移計(jì)(2)輸入 所述梁受壓翼緣中心線與所述柱軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿所述梁軸向的位移A2，從所述第三 位移計(jì)(3)輸入與所述梁相鄰柱翼緣中心線與所述梁軸線交點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)域沿所述柱軸向的 位移A3，從所述第四位移計(jì)(4)輸入與所述梁相對(duì)的柱翼緣中心線與所述梁軸線交點(diǎn)處節(jié) 點(diǎn)域沿所述柱軸向的位移八4;步驟(3)計(jì)算機(jī)按下式計(jì)算所述節(jié)點(diǎn)域剪切轉(zhuǎn)角。sh_:<formula>formula see original document page 2</formula>其中h為梁高，0。。lum為柱子轉(zhuǎn)角，Ocolm= (A4-A3)/b，b為柱高。
全文摘要
鋼框架梁柱連接節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量方法屬于鋼框架結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)受力性能的試驗(yàn)研究領(lǐng)域，其特征在于，通過(guò)安裝在與梁受拉翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)上、與梁受壓翼緣相鄰的節(jié)點(diǎn)上、與所述梁受拉翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)上及與所述梁受壓翼緣相對(duì)的節(jié)點(diǎn)上的四個(gè)位移計(jì)，還有安裝在所述梁、柱軸線相交處的柱腹板上的傾角儀來(lái)測(cè)量或者通過(guò)安裝在梁受拉翼緣中心線與柱軸線交點(diǎn)處、安裝在梁受壓翼緣中心線與柱軸線交點(diǎn)處、安裝在與梁相鄰柱翼緣中心線與梁軸線交點(diǎn)處、安裝在與梁相對(duì)的柱翼緣中心線與梁軸線交點(diǎn)處的四個(gè)位移計(jì)來(lái)測(cè)量計(jì)算得到。本發(fā)明具有精度高，有效排除梁、柱構(gòu)件變形的影響以及應(yīng)用于考慮節(jié)點(diǎn)變形的鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)方便、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B21/02GK101799285SQ20101012478
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者施剛, 王元清, 石永久 申請(qǐng)人:清華大學(xué)