外伸端板中节点火灾行为的有限元分析

采用三维非线性有限元分析的方法,讨论了钢结构外伸端板中节点的抗火性能,研究了端板厚度和柱加劲肋对节点抗火性能的影响.通过分析,得出了节点在同一荷载不同温度下的温度-转角曲线.最后根据分析结果提出了设计和施工建议.     

外伸端板节点火灾行为的试验研究和理论分析

为得到外伸端板节点的抗火性能,使用火灾试验炉对4个足尺H型钢外伸端板节点进行火灾行为的试验研究,结果表明:柱的翼缘屈曲和端板弯曲变形是引起节点破坏的主要因素,加劲肋可以提高节点的临界温度60℃左右.此外,端板厚度对节点抗火性能有明显影响.并利用非线性有限元软件对试件进行火灾反应分析,得出节点的温度分布和节点转角-温度关系.有限元分析和试验结果对比表明,取得了较好的一致,验证了用有限元进行火灾反应分析的正确性和可行性.     

钢结构外伸端板连接抗火性能研究

采用有限元法对钢结构梁柱外伸端板连接节点的抗火性能进行了模拟,得到了节点转角与火灾时间的关系曲线和节点的抗火极限,与试验数据进行了比较;分析了节点的弯矩转角关系以及结构的变形与Mises应力分布情况;研究了参数变化对节点抗火性能的影响.结果表明:火灾下,连接结构内力和弯矩重新分布,使节点具有较大的转动和变形能力;减小载荷率,适当增加端板厚度,可以提高节点的抗火时间;过大增加螺栓直径,对提高抗火极限没有影响.     

外伸端板节点抗火设计方法

为外伸端板节点的抗火设计提供参考,提出了一个外伸端板节点抗火设计方法.结合我国现行的GB50017-2003《钢结构设计规范》和CECS200:2006《建筑钢结构防火技术规范》,考虑结构钢高温下的力学性能,对常温下外伸端板节点的承载力进行分析和改进.提出了高温下高强螺栓,外伸端板,柱翼缘和节点板域抗火承载力计算公式.通过计算两个外伸端板节点的临界温度和耐火极限与试验结果对比,验证了方法的可靠性.     

半刚性端板连接节点在高温下的非线性有限元分析

应用ANSYS软件获得了门式刚架半刚性端板连接节点在高温下的转角一温度关系曲线及其临界温度,探讨了端板厚度、高强度螺栓规格、加劲肋厚度、摩擦系数、端板摆放位置等组件的变化对临界温度和节点转角-温度关系曲线的影响.为了提高半刚性梁柱连接节点的抗火性能,节点各组件的尺寸或规格需要相互匹配,以免某个组件过早屈服或断裂而导致连接节点失效,特别要注意端板、柱内侧翼缘、螺栓直径之间的匹配.     

火灾下外伸端板型节点性能分析

采用ISO标准升温曲线,通过静力隐式数值模拟分析,对火灾下外伸端板型节点进行研究,包括节点的失效模式、极限温度及跨中最大挠度.对比分析了螺栓等级、螺栓预紧力、端板厚度及延性损伤指标对节点火灾行为的影响.分析结果表明,螺栓等级越高,节点失效前的极限温度越高,跨中挠度减小;螺栓预紧力的设置可以显著提高节点的受火极限温度;端板厚度的增加对节点的抗火能力也有一定的加强作用;考虑连接件的延性损伤时,得到的节点极限温度降低,跨中挠度减小.该研究得出的结论将对受火节点的优化设计具有一定的指导意义.     

震后端板节点高温下的损伤退化行为

介绍了循环荷载作用后的端板节点在高温下的力学性能.使用简化模型进行系统的参数研究,分组对比了同一个节点分别在单调荷载和循环荷载作用之后的高温力学性能,以及端板厚度、螺栓直径对节点抗火能力的影响.数值计算结果表明,地震往复荷载往往会给节点带来一定程度的破坏,当这种节点再遭遇随之而来的地震次生火灾时,节点已经有了初始的损伤,包括变形破坏和断裂破坏,此时节点的抗火能力、耐火时间都将受到一定程度的影响.尤其是往复荷载导致断裂破坏的节点,节点的抗火能力将严重下降.研究结果对该类梁柱节点设计具有一定参考价值.     

平齐端板连接钢框架梁柱子结构的抗倒塌性能分析

平齐端板连接是钢结构建筑中常用的梁柱节点连接方式之一,其节点的受力性能和破坏方式与钢框架结构的抗倒塌性能密切相关.针对平齐端板梁柱节点,采用备用荷载路径法,构建了基于悬链线机制的梁柱子结构模型,分析了钢框架结构在倒塌过程中梁机制与悬链线机制的转换机理.通过数值分析,并与相关试验数据进行验证,获得了梁跨高比和端板厚度等关键参数对钢框架梁柱子结构抗倒塌性能的影响规律,为同类连接方式的钢框架结构抗倒塌分析和设计提供参考.     

齐平式端板连接组合节点温度场分布研究

通过有限元方法分析了平端板组合节点连接在升温过程中的温度场分布情况,总结了端板组合节点在高温下温度分布特性,并且结合理论方法给出了此类组合节点温度场实用计算公式,为组合节点抗火性能研究奠定基础。     

门式刚架端板连接节点半刚性的非线性有限元分析

门式刚架中普遍采用的端板类连接是典型的半刚性节点连接,在介绍门式刚架端板节点的形式及其受力性能的基础上,采用接触单元来模拟端板连接节点的半刚性,预应力单元来模拟螺栓的预拉力,利用ANSYS软件对门式刚架半刚接节点进行了非线性有限元分析,深入分析了半刚性节点中加劲肋、端板厚度、螺栓直径变化对其性能的影响．通过计算表明,端板半刚性连接加劲肋、端板厚度、螺栓直径变化对节点域的剪切性能和梁柱腹板的受力性能均有较大影响．建议在设计中应采取相应措施,考虑节点半刚性的不利影响．     

柱端不同约束H型截面钢柱抗火性能研究

为探讨火灾作用下裸露H型截面钢柱的抗火性能和破坏模式,对2根不同柱端约束的H型截面钢柱在相同荷载水平作用下的抗火性能进行试验研究。采用自行研制的柱炉对试件进行模拟火灾试验,试验升温曲线很好地模拟了火灾燃烧特点,试验中测得了钢柱的变形曲线和温度分布。结果表明:在火灾作用下,裸露钢柱在较高温度下具有较好的抗火能力,增强柱端约束可以提高其抗火性能。     

门式刚架梁柱Γ形节点受力性能的试验研究

完成了4个门式刚架梁柱Г形端板连接节点试件的拟静力破坏试验，对设加劲肋的外伸式端板连接节点的承载力和刚度特性进行了研究．试验结果表明，必须考虑Г形端板连接节点刚度对承载性能的影响，节点转动主要由节点域的剪切变形引起，受拉区的螺栓同时受弯矩和轴力作用．结合试验研究结果，对现行规范的相关设计原则进行了分析和验证，讨论了我国现行规范关于外伸式端板连接的设计方法中存在的问题，提出了一些设计建议．     

梁柱端板螺栓连接强度和刚度的有限元分析

对9个端板螺栓节点在单调荷载作用下的刚度和强度等性能进行了非线性有限元分析,总结了端板厚度和高度、螺栓布置以及柱翼缘和腹板厚度对端板螺栓节点连接强度和刚度的影响.     

端板连接半刚性钢框架节点抗震性能分析

半刚性节点具有较好的抗震性能,能很好地解决刚性连接节点延性不好、容易发生脆性破坏的问题.本文利用大型有限元软件ANSYS分析了外伸端板连接、平齐端板连接与刚性连接节点抗震性能的不同,并与单调荷载下静力性能相对比,研究了节点承载力、应力变形特性、延性及耗能性能,通过结果分析,指出了合理的外伸端板半刚性连接可以用于抗震设计中.     

PEC柱与H型钢柱梁柱端板连接节点抗震性能对比

为研究部分包裹混凝土组合柱(PEC)与钢梁节点的抗震性能,进行了6个不同构造的PEC柱钢梁外伸式端板连接节点试件的低周往复荷载试验,与普通H型钢柱外伸端板连接节点试验结果进行了对比,分析了填充混凝土、端板厚度及是否添加背垫板和腹板加劲板对节点滞回性能、延性和耗能能力的影响.试验及对比结果表明:填充了混凝土的部分包裹混凝土组合柱梁柱端板连接较之普通H型钢柱外伸端板连接节点可节省用钢量,具有良好的滞回性能和延性.加设背垫板可改善宽肢薄腹组合体连接的抗震性能.     

门式刚架端板节点在火灾下的力学性能研究

通过采用不同国家和组织的高温下钢材特性,先用ANSYS软件时门式刚架端板半刚性节点进行抗火模拟计算,得出了节点在高温下的M-θ-T曲线关系和临界温度,再与王永卫等[1]所获得高温下理论公式的计算结果进行比较,两者吻合较好,从而验证了ANSYS模型计算方法的正确性和可靠性,同时得出在进行ANSYS模型抗火计算时,采用EC3高温下钢材特性较为合理.     

加劲肋对端板连接滞回性能的影响

为了探讨梁柱端板连接的滞回性能，进行了8个节点试件的循环加载试验，其中涉及到加劲肋作用的有5个，试验中柱端施加了轴向压力。试验结果表明：加劲肋不但可以提高节点刚度和承载力，改善滞回性能，而且可以延缓梁翼缘与端板间焊缝的开裂，减小撬力；端板连接具有良好的延性和耗能能力，节点的转角都超过了0．03rad。最后根据试验结果提出了设计和施工建议。     

轻板框架板——柱抗震节点的强度

石家庄市 KQ-79型轻板框架板柱节点,不同于通常的梁-柱节点或板-柱节点.本文根据该节点抗震性能的试验结果,分析了节点的抗弯强度和节点核心区的抗剪强度。结合节点的特点,提出了节点传递极限弯矩和节点核心区抗剪能力的计算公式。     

钢结构半刚性节点的数值模拟与试验分析

高强螺栓端板连接节点，以其施工方便、抗震性能好，而在多高层钢框架结构中得到推广使用．因该类节点为半刚性，受力性能复杂，而目前国内规范对此类节点的设计方法缺乏具体的规定，从而限制了其广泛应用．本通过数值模拟和试验方法，研究了两类螺栓端板连接节点的承载性能和刚度特征，得到了节点的弯矩一转角曲线，数值模拟与试验结果吻合较好，从而为这种节点的设计与应用提供参考．     

门式刚架梁柱节点抗震性能分析

以唐山市某一成品库钢结构单层厂房为工程背景,用ABAQUS软件建立其梁柱节点模型,并对该模型梁端施加低周反复荷载,得到荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度曲线等,用来分析节点的抗震性能.并通过改变连接梁柱节点端板的厚度以及增加柱斜加劲肋,来研究它们对节点的抗震性能的影响.分析结果表明:(1)通过适当增加端板厚度可有效的提高梁柱节点的抗震性能和节点刚度,具体来说以增加端板厚度2 mm最为有效;(2)添加斜加劲肋可以使节点抗震性能得到提高,但效果不如增加端板厚度;(3)节点在正向的抵抗变形能力要大于负向的抵抗变形能力.