四角钢连接的滞回性能分析

对采用带腹板双角钢的顶底角钢连接(简称四角钢连接)的半刚性钢梁柱连接节点进行精细的三维非线性有限元分析。在与试验数据对比的基础上,对影响该连接性能的主要参数如顶底角钢厚度、柱翼缘连接螺栓与梁翼缘间的距离等进行分析,得到了其弯矩-转角曲线。     

双腹板顶底角钢半刚性节点的滞回性能研究

运用非线性有限元软件ABAQUS,系统研究钢框架双腹板顶底角钢半刚性节点的滞回性能。在考虑材料非线性、几何非线性和接触非线性的基础上,对该半刚性节点进行位移控制的循环加载。并重点研究连接摩擦系数、角钢长度、角钢厚度、螺栓级别和直径、螺栓排列方式、螺栓预应力及钢材等级对节点承载力和滞回性能的影响。有限元分析结果表明:钢框架双腹板顶底角钢半刚性节点在循环荷载作用下具有良好的延性;角钢厚度、螺栓级别、直径和螺栓排列方式对节点的承载力和耗能性能影响明显,增大螺栓预应力,节点延性下降;钢材等级对节点滞回性能影响不明显。     

半刚性钢框架抗震性能研究

通过对Kishi-Chen幂函数模型的理论分析,并结合规范,提出了改善双腹板顶底角钢连接形式钢框架抗震性能的方法。并利用ANSYS对此进行了验证,为半刚性连接钢框架的设计提供参考。     

半刚性连接钢框架抗震性能的分析

利用有限元分析软件ANSYS对带双腹板、顶底角钢半刚性连接的钢框架进行非线性有限元分析。在分析的过程中考虑了连接的非线性、几何非线性以及材料非线性等因素。并将计算结果与试验结果进行对比,探讨半刚性连接的柔性对钢框架的影响,为今后的半刚性连接钢框架的设计提供参考。     

基于ANSYS的钢框架梁柱四角钢连接有限元分析

运用ANSYS对梁、柱四角钢的半刚性连接进行了有限元分析,得到了此类连接在单调加载下的应力、应力分布以及破坏形式。在分析中考虑了几何非线性、材料非线性和状态非线性的影响。有限元分析考虑了柱翼缘厚度、柱腹板厚度、顶底角钢厚度、腹板角钢厚度、梁高度和螺栓直径的影响,并进行了循环荷载分析,得出了此种连接的弯矩-转角曲线及相应的刚度退化曲线。     

带腹板耳板的顶底角钢螺栓连接钢框架-中心支撑体系抗震性能研究

带腹板耳板的顶底角钢螺栓连接是一种装配化程度较高的半刚性节点。为探讨不同支撑类型下半刚性钢框架-中心支撑结构的抗震性能,基于带腹板耳板的顶底角钢螺栓连接,对两榀带有交叉形中心支撑或人字形中心支撑的半刚性钢框架试验试件进行了拟静力试验,研究其在低周往复荷载作用下的滞回性能、承载能力及破坏机制。利用有限元软件ABAQUS对试验过程进行数值模拟分析,与试验结果进行对比并说明了误差产生的原因。研究结果表明:半刚性钢框架-支撑体系采用交叉形支撑或人字形支撑时均表现出良好的抗震性能,钢框架与支撑体系协同工作性能良好;支撑先于钢框架破坏,结构具有两道抗震防线;支撑体系为结构整体提供了80%～82%的侧向刚度;该体系采用人字形支撑时比采用交叉形支撑表现出更好的耗能能力。     

带支撑的钢框架梁柱节点的力学性能研究

针对钢框架腹板双角钢梁柱半刚性节点连接受力复杂、强度和刚度影响因素多等问题,应用非线性有限元软件ANSYS对带有支撑和无支撑的这种半刚性节点进行了数值模拟,分析比较了支撑对梁柱节点区域应力分布的影响,应力应变分布特征以及承载力的变化。结果表明:钢框架腹板双角钢梁柱半刚性节点加上支撑后,较大幅度的提高了节点的刚度和承载力,有效的转移了塑性铰,反复荷载作用下的滞回曲线更加饱满,拥有更好的抗震性能。     

角钢连接半刚性节点的非线性有限元分析

对采用带双腹板角钢、顶底角钢连接的半刚性钢梁柱连接节点进行了三维非线性有限元分析。在与试验数据对比的基础上,对影响该连接性能的主要参数如螺栓直径、螺栓预拉力、摩擦系数、角钢厚度等因素进行了分析,得到了其弯矩转角曲线。     

钢框架梁柱高强螺栓连接节点的滞回性能

通过对钢框架梁柱高强螺栓连接节点在循环荷载作用下的拟静力试验,分析了各类连接的刚度、承载能力、延性系数和能量耗散机制,并讨论了剖分T型钢连接、顶底角钢腹板双角钢连接和顶底角钢连接的差别。试验结果表明,T型钢翼缘厚度是影响剖分T型钢连接节点性能的主要因素;在计算顶底角钢腹板双角钢连接的连接刚度和抗弯承载力时,应考虑双腹板角钢的影响。     

弱轴顶底角钢连接滞回性能的非线性有限元分析

在钢框架结构中,弱轴连接与强轴连接同样普遍[1],目前对钢框架强轴连接的研究较多,但弱轴连接的研究资料却十分匮乏。因此,本文作者采用有限元方法,先对弱轴顶底角钢连接在单向加载下的性能进行非线性分析,并与文献[1]中试验结果对比。再设计6个试件,采用多线性随动强化材料模型,研究该节点在往复荷载作用下的滞回性能。着重分析角钢厚度、柱腹板厚度对其滞回性能的影响。研究结果表明,弱轴顶底角钢节点属于典型的半刚性连接,连接刚度较小,节点延性较好,有一定的耗能能力。     

钢梁柱半刚性节点顶底角钢弱轴连接的有限元分析

空间钢框架结构的高等分析必须考虑梁柱弱轴连接的抗弯特性。为研究钢梁柱节点弱轴连接的弯矩-转角性能,进行3个顶底角钢弱轴连接大尺寸试件的单调加载试验,并建立有限元分析模型,有限元分析考虑几何大变形、材料非线性和接触非线性。为与试验结果对比,有限元分析采用的构件几何尺寸、材料特性、摩擦系数等参数和加载过程均与试验相同,对比显示有限元分析结果和试验结果吻合较好。这进一步明确了顶底角钢弱轴连接的应力分布、塑性发展、变形特点、接触摩擦状态和破坏模式。研究表明:顶底角钢弱轴连接具备一定的弯矩承载能力和良好的转动变形能力,顶角钢可以形成3个塑性铰机构;角钢弱轴连接与角钢强轴连接不同的是,柱腹板过于薄弱可以改变弱轴连接的变形模式;顶底角钢弱轴连接在使用荷载作用下接触状态稳定。     

顶底角钢连接的初始刚度和极限承载力计算

在顶底角钢连接的三参数幂函数模型中,求解初始刚度的传统方法是将顶角钢假定为悬臂梁模型,但这一假定与试验及有限元分析结果有出入。根据顶底角钢连接破坏时的塑性铰分布规律,提出了符合顶角钢实际受力状态和变形特征的刚架模型,并推导了顶底角钢连接初始刚度和极限承载力的解析表达式。     

半刚性连接钢框架变形的有限元研究

应用大型有限元程序ANSYS建立模拟钢框架梁柱节点半刚接的模型,施加荷载并进行了计算,通过对半刚性节点连接钢框架的变形分析,总结出半刚性连接框架节点的不同刚度值对框架变形的影响。结果表明,半刚性框架节点刚度的大小将直接影响结构的变形大小。     

钢框架梁柱T型钢半刚性连接节点的性能研究

对实际工程中所采用的T型钢半刚性连接节点性能进行了研究,采用通用的有限元程序ANSYS对节点性能进行了非线性有限元分析,讨论了节点各组成要素对节点性能的影响。结果表明:柱翼缘厚度、T型钢翼缘厚度和连接螺栓竖向间距对节点性能影响较大,而柱腹板、T型钢腹板以及连接螺栓水平方向间距对节点性能影响较小,节点破坏主要由柱翼缘和T型钢翼缘控制。研究表明,T型钢梁柱连接节点属于半刚性连接节点,节点的半刚性对钢框架性能影响非常大,设计中不容忽视。     

防屈曲支撑-摇摆钢框架抗震性能研究

为提升防屈曲支撑-摇摆钢框架(BRB-RSF)的抗震性能,提出在BRB-RSF中采用螺栓和角钢连接的半刚性节点代替刚性节点,沿框架柱中心线布置后张预应力筋,并对BRB-RSF进行了拟静力试验。同时基于OpenSees建立试验框架有限元模型,并对有限元模型的正确性进行了验证。研究结果表明：具有多道抗震防线的BRB-RSF抗震性能较好,BRB和摩擦阻尼器参与耗能,同时角钢能实现可更换;有限元模型适用于BRB-RSF非线性分析;后张预应力筋减小柱底板与底梁间滑移的同时导致柱中轴力增大,但其对框架柱整体稳定性和承载力设计影响较小;半刚性节点的设置可减轻主体框架的损伤,并能实现震后可更换,但半刚性节点对BRB-RSF中BRB耗能能力有较大影响。     

影响栓接双角钢节点抗火性能的临界因素

双角钢节点经常用于钢框架结构中,当火灾发生时,这些节点在结构构件间的荷载传递上起着至关重要的作用。对火灾下螺栓连接双角钢节点的响应还缺乏了解。采用有限元程序ANSYS,对栓接双角钢节点的抗火性能进行数值研究。分析中,考虑了材料和几何非线性,钢材的高温特性和非线性接触交互作用。通过与其他文献的试验结果进行对比,对该模型进行验证,并通过参数研究量化临界因素对螺栓双角节点的影响。结果表明:螺栓孔的大小、边距、热梯度和梁腹板的细长度对栓接双角钢节点的抗火性能影响很大。     

A simplified analytical method for unbraced composite frames with semi-rigid connections

The original Muto’s method for the lateral force analysis of conventional unbraced bare steel frames is first modified to incorporate the effects of semi-rigid beam-to-column connections. From which, equations for the calculation of the inter-storey drifts of these frames are formulated using first principles. By comparing the frame analytical results calculated from a rigorous finite element programme, it is shown that the proposed method gives reasonably accurate internal forces and inter-storey drifts estimations of a sway bare steel frame with semi-rigid connections. The proposed modified Muto’s method is then further developed for the manual analysis of unbraced composite frame systems by introducing an improved equivalent beam stiffness to account for the variation of the beam stiffness in the hogging and sagging moment regions. The accuracy of this simplified analytical method is verified by the rigorous finite element analysis of an unbraced composite frame with semi-rigid connections. Last, a parametric study is conducted to quantify the effects of semi-rigid connections on the inter-storey drifts of unbraced composite frames under lateral loads.     

不同排列伸展螺栓端板半刚性节点的三维非线性分析

对钢结构中不同排列的伸展螺栓端板这种半刚性连接节点采用非线性有限元分析 ,对连接中的主要构件 :端板、高强螺栓、梁翼缘、柱翼缘以及连接接触进行三维非线性有限元精细模拟 ,针对不同的尺寸和截面进行比较分析 ,探讨了螺栓端板半刚性连接的受力性能