混凝土T形柱框架节点的试验及弹塑性有限元分析

为研究T形节点的抗震性能及节点破坏机理,通过对反复荷载下3组(6个)节点试件的试验,研究梁截面尺寸(截面高度)、轴压比和节点配箍率对节点抗震性能的影响,发现T形柱框架节点在低周期反复荷载作用下的裂缝形式与常规矩形节点的X形交叉裂缝不同,其呈反K形。同时利用有限元分析软件ABAQUS对3组节点试件进行弹塑性模拟分析,并验证T形柱框架节点在低周期反复荷载作用下的裂缝呈反K形。针对此类裂缝提出设计建议,对损伤塑性模型中的主要参数影响机理及取值进行简要说明。     

不同节点配箍率下Z形截面柱框架节点抗剪性能研究

利用ANSYS有限元程序,对低周反复荷载作用下Z形截面钢筋混凝土柱框架节点受力性能进行了非线性有限元分析,研究了不同节点配箍率对节点裂缝发展、抗剪承载力、延性和耗能能力的影响。结果显示节点配箍率对框架节点受力性能的影响较大,并指出在低周反复荷载作用下Z形柱节点核心区翼缘上裂缝呈现"X"型。建议在实际设计中对Z形柱节点配箍率取为0.7%至0.8%。     

异形柱框架中间层端节点抗震性能试验研究

完成了4个梁、柱均为T形截面的钢筋混凝土异形柱框架中间层端节点足尺组合体试件的低周交变加载试验。精确量测了不同受力阶段进入节点区上、下梁筋的应变分布状态、节点区腹板箍筋沿受力方向箍肢的应变量以及反复加载下梁筋由节点区的滑出量;分析了节点区的破坏形态和节点翼缘对节点区的抗剪作用,以及这类节点的综合抗震性能;检验了按我国《混凝土异形柱结构技术规程》(征求意见稿)设计的该类节点在梁端先屈服条件下的抗震受剪承载力。     

钢筋混凝土异形柱框架节点非线性有限元分析

基于钢筋混凝土异形柱框架节点的试验结果,运用大型通用有限元软件ANSYS的二次开发语言APDL对T形截面柱节点进行非线性有限元分析,并与试验结果进行对比分析。同时,变化有限元程序参数使节点发生核心区剪压破坏,对节点裂缝的形成与开展,节点破坏机理做进一步论证。分析表明,非线性有限元计算结果与试验结果有很好的吻合。同时进一步验证了在低周期反复荷载作用下T形柱框架节点的裂缝呈反“K”型,而不是类似于常规矩形节点的“X”型交叉裂缝,其受力机理偏于较陡的斜压杆受力模型。     

框架节点加固的抗震性能试验研究

本文概述了四个十字形钢筋混凝土框架节点试件采用柱加大截面法加固后 ,在低周反复荷载作用下的试验。通过试验 ,分析了加固节点的受力机理及抗震性能 ,并提出了一些加固建议。     

无粘结预应力混凝土平板-T形中柱节点抗震性能试验研究

在6个1:1.5缩尺无粘结预应力混凝土平板-T形中柱节点试件的试验基础上,本文对各试件在低周反复荷载作用下的受力过程和破坏特性进行描述,分析了无粘结预应力钢筋应力增量变化特点、板暗梁面筋和节点区附近板暗梁箍筋的应力变化特点,对比了T形柱不同截面参数和不平衡弯矩不同加载方向对该节点抗震性能和不平衡弯矩分配的影响,对该节点的抗震性能进行了评价。试验结果表明,节点的不平衡弯矩主要靠板的弯曲作用来传递,T形柱腹板长度c1对节点的抗震性能和不平衡弯矩分配系数等方面具有决定作用。文中采用隔离体方法对板柱节点进行受力分析,推导了节点剪力传递弯矩系数的计算公式,提出了节点理论抗弯承载力的计算方法。试验结果对工程设计有一定的参考价值。     

钢筋混凝土分体柱框架边节点抗震性能的试验研究

通过 4根钢筋混凝土分体柱框架边节点在较高轴压比和低周反复水平荷载作用下的试验研究 ,分析了分体柱框架边节点的裂缝出现荷载、最大承载能力、破坏形态及其滞回特性等抗震性能 ;探讨了节点上下层柱全部或部分采用分体柱对框架边节点抗震性能的影响 ;研究了过渡区对分体柱框架边节点受力性能的影响 ;得出了分体柱框架边节点的设计建议     

T型截面短肢墙梁中间节点抗震性能试验研究

在已有异形柱节点和矩形柱节点试验分析的基础上,对3个T形截面短肢剪力墙梁中间层中节点在中等轴压比下的抗震性能进行了试验。着重研究了在反复荷载作用下,按异形柱节点抗剪公式设计的不同剪压比和配箍率的短肢剪力墙节点的承载能力、延性能力和破坏特点。验证了异形柱节点设计公式对短肢剪力墙梁节点是安全的,从而为短肢剪力墙节点的设计提供依据。     

型钢混凝土十形截面柱-梁平面与空间节点滞回性能试验研究

为了研究型钢混凝土十形截面柱-梁框架节点在平面受力与空间受力状态下受低周循环荷载作用的滞回性能,以柱截面配钢形式和水平加载角度为变化参数,进行了4个平面和3个空间十形截面柱-梁节点的低周反复加载试验。比较研究了两类节点在破坏形态、滞回曲线、承载能力、耗能能力及变形延性等抗震性能指标上的差异。研究结果表明:型钢混凝土十形截面柱平面节点主要发生核心区混凝土的剪切斜压破坏,垂直于加载方向左右两侧的柱肢对斜裂缝的发展有一定的抑制作用,而空间节点则发生核心区混凝土剪切斜压伴随黏结裂缝的破坏模式;与平面节点相比,空间节点的滞回环饱满,延性和耗能能力更大,但其承载力有所下降。基于试验与理论分析结果建立型钢混凝土十形截面柱-梁平面与空间节点的受剪承载力计算式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

新型T形钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究

基于已有的异形钢管混凝土-钢梁节点,提出并设计了带侧板连接新型T形钢管混凝土柱-钢梁节点.通过拟静力加载试验,系统分析了新型T形钢管混凝土柱-钢梁节点的受力机理及抗震性能,分析了节点的滞回曲线、骨架曲线、承载能力等各项抗震指标.同时探讨了在低周反复荷载作用下,节点破坏特征及抗震性能.结果表明:随着荷载的增加,节点在屈服以后能够产生较强的耗能能力,具有良好的抗震性能.同时由于侧板的设置,使得塑性铰出现在钢梁上,形成梁铰破坏机制,满足建筑结构所要求的"强柱弱梁,强节点弱构件"的抗震设计.     

穿心暗牛腿钢管混凝土柱单梁节点空间非线性有限元分析

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研究与应用的关键技术。利用“Ansys”有限元分析软件 ,对穿心暗牛腿钢管混凝土柱与现浇钢筋混凝土梁的单梁节点进行了空间非线性有限元分析 ,研究了垂直对称荷载作用下该节点内的应力分布情况和内力传递机理 ,并与试验结果进行了比较 ,结果表明 ,建立的有限元模型较为准确地揭示了结构的实际受力特点。根据分析结果 ,给出了节点构造的改进意见     

Seismic Performance of Steel Joints Between Double Beams and Column in Chinese Traditional Style Buildings

This paper presents experimental study and finite-element analysis (FEA) on seismic performance of steel joints between double beams and column (DBC) in Chinese traditional style buildings. Eight 1/2-scaled DBC joints were designed according to the principle of “strong-member and weak-joint” and tested under low cyclic reversed loading. The failure modes, hysteresis loops, skeleton curves, ductility and energy-dissipation capacity of the joints were analyzed. It is shown that the failure modes of the joints were shear buckling at lower panel zone, bending failure at middle panel zone, and welds fracturing at the panel zone of the joints. The section types of beams, axial compression ratio, and joint forms between double beams and column had significant impacts on the bearing capacity of the joints. The bearing capacity of the joints decreased as the axial compression ratio increased. Moreover, the bearing capacity of the joints with box beams was larger than that of the joints with H-section beams. Elaborate FEA models of the joints were presented, and a preliminary FEA was first performed to predict the mechanical properties and hysteretic behaviors of the joints. The results of FEA were correlated well with those of test, and the effect of the panel zone thickness on mechanical behaviors of the joints was analyzed, which indicated that the simplified FEA model could provide a powerful tool for future research in design methods of DBC joints in Chinese traditional style buildings.     

Biegedrillknicken von Riegeln und Stielen von Hallenrahmen mit nachgiebigen Rahmenecken

Lateral torsional buckling of beams and columns of frames with semi‐rigid beam‐to‐column joints. Lateral torsional bucking safety of beams and columns of frames depends, among other things, on the ratio of the bending moment of the frame knee to the plastic moment resistance of the frame beam and the frame column respectively; in this context the ratio of the bending moment of the frame knee to the midspan bending moment of the frame beam is also of importance. Large bending moments of frame knees can cause all over “flexural buckling” of the lower flange of the frame beam if the frame beam is laterally supported only at the upper flange. Using semi‐rigid beam‐to‐column joints bending moments of frame knees can be decreased and production cost can be diminished. Considering a frame with welded beam‐to‐column joints the influence of the moment resistance of the frame knee (which depends on the type of joint) is discussed with respect to lateral torsional buckling safety of beams and columns of frames. The determination of the moment resistance and the moment‐rotation‐characteristic of beam‐to‐column joints is based on the rules given in EC 3 Annex J, which represents (outside the application range of finite‐element‐methods) the current level of technology achieved.     

钢筋混凝土Z形截面柱框架节点抗震性能试验研究

为了研究钢筋混凝土Z形截面柱框架节点的抗震性能,进行了8榀缩尺比为1∶2的Z形柱中间层节点的低周反复加载试验,得到了节点试件的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线,以及受剪承载力和延性系数等用以评价节点抗震性能的主要参数。将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行比较,结果表明Z形截面柱节点的承载力可按两个L形截面柱节点的承载力公式计算,计算结果和试验结果吻合较好。分析了轴压比、节点的配箍特征值、剪压比和Z形柱肢高肢厚比等试验参数对节点的抗震性能的影响,分析表明剪压比是Z形截面柱节点延性的最主要影响因素,剪压比小的节点试件具有良好的位移延性和滞回特性,而肢高肢厚比对节点的延性影响不大。     

空间异型边节点抗震性能试验及破坏机理研究

进行含有变柱高梁异型边节点的钢筋混凝土框排架结构拟动力试验,研究该类节点的工作性能及破坏过程,对节点箍筋、纵向直交梁、偏心轴向力等因素对该类节点承载力及破坏模式的影响进行分析,并采用桁架机理探讨了该类节点的破坏机理。研究结果表明,该类节点在“强震”下易发生剪切破坏,提出采用限制大梁底部纵向钢筋的配筋率方法来保证该类节点的安全,可供设计时参考。     

轻型钢结构框架节点抗震性能的研究与分析

对冷弯C型钢节点的抗震性能进行试验研究与分析。通过对设计的4个T形粱柱节点进行循环加载试验发现,4个试件都为冷弯型钢的受弯承栽力破坏,说明这种构造的节点可以有效地传递粱柱弯矩,还分析了构造对节点承栽力、刚度、延性及耗能性能的影响。     

广府古建筑木结构箍头榫节点抗震性能研究

为研究广府古建筑木结构中广泛采用的箍头榫节点的抗震性能，以梁截面高度、柱直径、梁榫宽和柱顶轴压力为研究参数，设计制作了8个缩尺节点试件进行低周反复荷载试验，得到了不同研究参数下箍头榫节点试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、承载力退化、刚度退化及能量耗散能力等。研究表明：各箍头榫节点试件转角达到0.1rad时，仍可维持稳定的承载状态，其承载力退化不明显，具有较好的承载性能以及良好的延性。试件的破坏形态包括柱内侧梁榫顶部(或底部)顺纹拉裂破坏、柱外侧梁榫竖向劈裂破坏和水平劈裂破坏；各节点的弯矩-转角滞回曲线均呈反Z形，且有明显的“捏缩”现象；在试验设计参数范围内，节点的转动刚度、极限弯矩和耗能能力均随着梁截面高度和柱直径的增大而增大，并随着梁榫宽的增大呈现出先增大后减小的趋势，一定范围内改变柱顶轴压力对试件抗震性能影响不大。采用有限元软件ABAQUS建立了箍头榫节点模型，并与试验进行了对比验证，结果表明该模型可较好地模拟反复荷载作用下的节点滞回性能。通过参数分析进一步研究了不同参数下箍头榫节点的弯矩-转角曲线，结果表明节点的屈服弯矩和极限弯矩基本与梁截面高度、柱直径大小呈线性正相关关系。     

厂房框架柱平面外稳定计算的几个问题

厂房钢框架边柱的下段大都为单轴对称的实腹截面 ,《钢结构设计规范》(GB 5 0 0 17)规定 ,计算这类柱的平面外稳定时 ,稳定系数 φ应考虑扭转效应的换算长细比确定。为此给出了计算这一换算长细比所需要的截面特性的计算公式。压弯构件平面外稳定计算涉及等效弯矩系数 βtx,设计规范规定的系数取值 ,对弯矩沿轴线变化的柱段有时过于保守 ;实腹的下段柱时常采用较薄的腹板 ,其宽厚比超出局部稳定允许的范围 ,此时如何计算柱段的平面外稳定 ,设计规范的规定有欠细致 ,对上述问题提出了改进建议     

钢筋混凝土框架结构层间弹塑性位移计算方法及试验研究

钢筋混凝土框架结构的层间弹塑性位移是判别结构倒塌极限状态的重要指标,目前我国抗震规范规定的弹塑性位移限值仍是基于构件试验研究的结果,缺乏结构层面的计算方法和试验验证.为此,将规则框架结构的层间位移等效为梁柱组合体的侧移变形,分析组合体变形的组成,建立了梁柱组合体变形与构件变形的转换方法,提出了"强柱弱梁"型框架结构层间...     

Dynamic experimental and numerical study of double beam–column joints in modern traditional‐style steel buildings with viscous damper

Modern traditional‐style steel (MTS) structure is an innovative architecture structure that is widely used in China. This paper explores the possibility of using viscous damper, which can be conveniently installed between beam and column, to replace “sparrow brace” at beam–column joints to improve its seismic capability. Three 1/2.6 scaled MTS double beam–column joints, one without viscous damper and two with viscous damper, were fabricated and tested under dynamic cyclic loading. The results indicated that the primary failure modes were cracking of base metal and local bucking at the beam ends. The hysteretic curve of specimens with viscous dampers was more plump than the common specimen without viscous dampers, indicating better energy dissipation capacity. The displacement ductility ratio was about 1.79–1.96, indicating the viscous damper has little effect on the ductility, whereas in plastic stage, the energy dissipation of specimens and viscous damper increased rapidly, indicating great energy dissipating function of viscous damper. Meanwhile, the results also proved that finite element analysis may stimulate and predict the mechanical behavior of MTS double beam joints with viscous dampers.