钢管混凝土柱不同构造单梁穿心节点的有限元分析

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是发展组合结构体系的关键技术。利用有限元分析软件AN-SYS,对采用不同构造的典型钢管混凝土柱与现浇钢筋混凝土梁的单梁穿心节点进行了空间非线性有限元分析。分析了垂直对称荷载作用下,采用不同构造的穿心节点内的应力分布情况和内力传递机理,根据分析结果提出了该类型节点的构造设计建议。     

新型钢管混凝土柱环板节点的非线性有限元分析研究

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是钢管混凝土柱结构推广应用的关键技术所在。提出一种新型钢管混凝土柱环板节点,并利用有限元分析软件ANSYS,对该新型钢管混凝土柱环板节点进行空间非线性有限元分析,分析垂直对称荷载作用下该新型构造节点内的应力分布情况和内力传递机理,并与穿心节点和不穿心的环梁节点进行比较分析。分析结果表明,该新型钢管混凝土柱环板节点能有效地传递梁端内力,且构造简单,施工方便,可为钢管混凝土柱节点的设计提供参考和选择。     

钢牛腿式钢管混凝土柱与型钢混凝土梁节点试验研究

超高层钢结构建筑采用钢管混凝土柱是目前较为常用的一种结构形式,与钢管混凝土柱连接的梁有钢梁、劲性梁或混凝土梁等多种方式。目前钢管混凝土柱与型钢混凝土梁节点的研究较少,针对钢牛腿式钢管混凝土柱与型钢混凝土梁的连接节点,对受力性能进行了1∶2缩比例的试验研究,同时采用了ANSYS有限元软件进行分析。结合试验结果和有限元分析结果,研究了该节点的受力特性,结果表明,该节点有很好的极限承载力和抗震性能。     

钢管混凝土柱预应力混凝土梁节点抗震性能有限元分析

在钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点低周反复试验的基础上,采用通用有限元软件ABAQUS建立了适当的有限元模型,研究了不同轴压比、不同预应力值对钢管混凝土柱-预应力混凝土梁节点受力性能的影响。结果表明:有限元分析结果与试验结果吻合较好;轴压比和预应力对节点受力性能影响明显。     

方钢管混凝土柱-H型钢梁栓接双T板连接节点受力性能分析

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是设计组合结构的一个主要内容。利用ANSYS有限元软件,分析了连接方钢管混凝土柱与H型钢梁的一种新型节点的应力分布情况和内力传递机理,以及影响节点受力性能的主要因素。     

钢—混凝土组合节点性能试验研究

近几十年来,钢管混凝土结构在土木工程的各个领域得到广泛应用。在高层和超高层建筑中,由于钢管混凝土柱的特殊构造,促进了研究者对梁—柱连接方面的研究。目前,工程实践中采用的节点型式多种多样,各种特性不一的节点型式,在引入框架设计时,大都假设为刚接或铰接节点,这与节点的受力特性有一定的差异。通过对组合梁—钢管混凝土节点的静载试验,模拟钢—混凝土组合梁—钢管混凝土柱节点区域负弯矩特性,研究节点的受力性能,并将所测得的节点区域梁、钢柱、核心混凝土等的试验结果与有限元分析进行比较、校核,修正有限元分析模型,寻求这种组合结构受力时的一些规律,为工程实践提供指导作用。     

钢管混凝土叠合柱节点环梁受弯承载力计算方法

钢管混凝土叠合柱环梁节点是一种连接叠合柱与钢筋混凝土梁的连接节点,其环梁受弯承载力计算方法有待研究。考虑管外混凝土的轴压作用,采取极限平衡法对环梁破坏隔离体受力分析,对现有钢管混凝土柱节点环梁受弯承载力计算方法进行了修正,使其更加适用于钢管混凝土叠合柱节点环梁,计算结果与静力试验结果对比显示,后者高约28%。根据试验结果研究对公式进行修正,采用ABAQUS有限元静力模型对不同轴压比下环梁的受弯承载力公式进行了验证,对比显示有限元分析结果略高于修正后的计算值,二者吻合较好。结果表明,考虑轴压力修正后的公式可以用于钢管混凝土叠合柱节点环梁受弯承载力的计算,公式计算结果偏于保守。     

新型钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的有限元分析

本文研究一种新型的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁节点,即在钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接区,钢管局部开矩形孔、节点区域钢管加强,使钢筋混凝土梁中的纵向钢筋直接伸入节点,节点混凝土与梁中混凝土成为整体,方便施工且保证了节点刚度。本文在选择了合理的钢材和混凝土的本构关系模型的基础上,利用通用有限元软件ABAQUS对这类新型的钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点的受力性能进行了较为深入的研究,研究结果表明,这类节点可以实现"强节点弱构件"的抗震设计要求。本文的研究成果可为相关研究和工程实践提供参考。     

芯钢管连接的钢管混凝土半连通角节点非线性有限元分析

应用有限元分析软件ANSYS对一种新型的芯钢管连接的半连通钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁角节点进行非线性分析。确定单元类型、材料本构关系、破坏准则和梁端荷载,利用对称性建立的三维实体模型分析模型中梁、柱、外钢管、节点芯钢管、环箍、竖向钢筋和混凝土的应力状况。研究模型破坏过程、受力性能、破坏机理以及模型破坏的原因,并将有限元分析结果与模型试验结果进行了对比分析,互相验证了分析结果的正确性。证实这种新型节点的合理性、可行性,指出节点还有较大的承载潜力,满足"强柱、弱梁、节点更强"的抗震设计原则,用于实际工程有望解决节点传递弯矩能力弱、刚度差、构造复杂、施工不便等问题。     

新型方钢管混凝土柱梁节点有限元分析

结合现行钢管混凝土柱在实际工程中的应用情况,提出了用于方钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁框架结构的新型节点连接形式——非穿心暗钢牛腿方钢管混凝土柱与混凝土梁节点,利用有限元软件ANSYS对该节点的力学性能进行了分析,并与试验结果进行了比较,计算结果表明:有限元计算模型适用于该类型节点的分析,从计算和试验两方面均得出新型钢管混凝土节点满足强柱弱梁、节点更强的原则。     

方钢管混凝土柱新型节点和异形柱在住宅钢结构中的应用

介绍了住宅钢结构的发展概况,提出了两种方钢管混凝土柱与H型钢梁连接的新型刚接节点——外肋环板节点和隔板贯通节点,分析了方钢管混凝土异形柱的特点。结合一栋6层钢结构住宅工程,阐述了这两种新型节点的构成和优点,并设计了分别应用于角柱、边柱和中柱节点的不同节点形式。设计了应用于异形柱结构中的L形、T形和十字形柱的外肋环板节点和隔板贯通式节点,提出了一体化的外肋环板节点和隔板贯通式节点,并分析了其在结构中不同部位的应用,为在工程中进一步推广应用这两种新型节点和异形柱结构体系奠定了基础。     

Performance of CFST column to steel beam joints subjected to simulated fire including the cooling phase

This paper presents the experimental results of three concrete filled steel tube (CFST) column to steel beam joints with reinforced concrete (RC) slabs under combined loading and fire including the heating and cooling phases. The test parameters include heating time and thickness of the fire protection material. Temperatures and deformations of the joint specimens during the heating, cooling and post-fire phases were measured. A finite element analysis (FEA) model to simulate the action of a CFST column to steel beam joint under combined loading and fire is developed. The FEM model was verified by the experimental results. The FEA model is then used to analyse the temperature distribution in the heating and cooling phases. The moment versus relative rotation angle between the CFST column and the beam under combined loading and fire including the heating and cooling phases is also discussed.     

钢管混凝土柱-钢梁外环板节点抗弯承载力计算方法

基于ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱-钢梁环板节点的三维有限元数值模型,通过已有试验结果与数值计算结果的对比校验了有限元模型的适用性.基于数值分析结果,分析了此类节点的受力特性,并利用有限元模型进行了参数分析,探讨了环板宽度、柱截面含钢率、钢梁极限弯矩、钢管强度、钢梁材料强度、混凝土强度、柱轴压比、梁柱线刚度比等参数...     

Post-fire behaviour of concrete-filled steel tubular column to axially and rotationally restrained steel beam joint

This paper presents a numerical investigation on the post-fire behaviour of concrete filled steel tubular (CFST) column to restrained steel beam joint. An entire loading and fire phase, including ambient loading, heating with constant loads, cooling with constant loads and post-fire loading, was employed in the numerical analysis, and a finite element analysis (FEA) model was built to simulate the behaviour of CFST column to axially and rotationally restrained steel beam joints with external diaphragm connections under the entire loading and fire phase. For validation, the proposed modelling method was used to predict the test results of CFST columns and joints in fire and post-fire. The comparison demonstrates that the accuracy of the proposed FEA model is acceptable. Afterwards, the FEA model was used to analyse the mechanics characteristics of CFST column to restrained steel beam joints in the entire loading and fire phase. Based on the numerical analysis, the joint moment versus relative rotation angle relationship in the entire loading and fire phase was addressed, and the residual joint strength index and stiffness index were defined to evaluate the post-fire performance of joints. Finally, simplified calculating formulas were proposed to calculate the two indexes, which provide a simply and feasible method to evaluate the post-fire performance of external diaphragm joints in the CFST column - steel beam framed structure.     

现场施工完全无焊接钢管混凝土节点抗震性能研究——试验与有限元分析

介绍了新型现场施工无焊接钢筋混凝土梁-钢管混凝土柱节点,并对其进行了抗震性能试验研究,获得了节点在柱顶低周往复荷载下的滞回性能.试验结果表明,该新型节点具有良好的延性以及耗能能力,可以满足工程需要,可代替外环板式钢筋焊接节点使用.同时,采用有限元分析方法,对试验进行了模拟,与试验获得骨架曲线进行结果对比,吻合良好.此外...     

钢管混凝土柱结构节点抗震性能研究

钢管混凝土结构推广应用的关键技术问题之一是节点问题。通过低周反复荷载试验及地震模拟振动台试验 ,对三种型式的钢管混凝土柱框架结构的梁柱节点 (单梁节点、单双梁节点、双梁节点 )的抗震性能进行了理论分析及试验研究 ,研究表明 ,三种节点均具有良好的抗震性能 ,其中尤以单梁节点为最佳。研究成果可供结构设计和工程应用参考     

高轴压比下复式钢管混凝土柱 钢梁连接节点抗震性能试验

为了研究高轴压比下复式钢管混凝土柱 钢梁连接节点的抗震性能,按照现行规范设计了3个强柱弱梁型复式钢管混凝土外环板节点试件,进行了低周往复加载试验,研究其在高轴压比下的破坏形态、承载能力、变形能力以及耗能能力等。结果表明:增加水平环板的宽度可以有效提高节点的延性;锚固腹板加肋可以增加梁柱连接节点的初始刚度,增强节点的整体性,从而提高节点的承载能力和耗能能力;节点试件的破坏表现为钢梁翼缘首先发生屈服,随着水平荷载加大,试件同时出现梁端塑性铰和柱端塑性铰的破坏形态,锚固腹板加肋和水平环板加宽的试件在加载后期出现明显的柱端压弯破坏,各节点核心区应力较小,基本处于弹性阶段,因此高轴压比下复式钢管混凝土柱 钢梁连接节点可实现强节点要求,但不能满足“强柱弱梁”的抗震设防要求。