钢框架梁端抗震节点承载力对比分析

钢框架梁柱连接节点是保证梁和柱连接的关键部位,节点研究对钢结构抗震性能具有重要的意义。文章介绍了4种新型抗震节点类型和设计方法,通过计算分析了扩翼型等节点的截面承载力,得出扩翼型节点的优势,验证了已有的结论,为抗震节点承载力计算提供了参考。     

断面削弱型节点的研究进展

在美国北岭地震和日本阪神地震中钢框架节点的脆性破坏现象显示了传统节点抗震性能的弱点,国内外学者根据强柱弱梁原则,以塑性铰发生位置由原来的梁、柱连接处向距离柱截面一定距离转移为设计思想,提出钢框架新型断面削弱型节点,这种节点能够大大提高结构的抗震能力。对钢框架节点的破坏原因和节点构造做一个简单的介绍,具体阐述断面削弱型节点在延性、刚度和强度方面的研究以及断面削弱型节点在其它领域内的应用和发展做一个探讨。     

槽钢加强钢梁腹板开圆孔梁柱节点滞回性能数值模拟分析

为解决钢梁腹板开圆孔型节点开孔处抗震承载力不足、受力变形过大等问题,提出了在钢梁腹板孔洞区域设置开孔槽钢的加强方法,并以槽钢弧形削弱位置rl、削弱深度c、槽钢厚度t、槽钢材性m为主要参数,设计了15个节点模型.运用有限元软件ANSYS模拟分析了循环荷载作用下各模型的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化情况及耗能能力.结果 表明:在梁腹板开孔处设置槽钢后,节点的极限承载能力、初始刚度、耗能能力较未加强节点均大幅度提升;槽钢上下翼缘及腹板进行适当弧形削弱的节点较未削弱或削弱不当的节点,其后期刚度退化速率较小,滞回曲线更加饱满,总能量耗散系数最大;槽钢削弱位置rl和削弱深度c相同的节点的承载力、初始刚度、耗能性能均随着槽钢厚度￡的增加而增加;槽钢的强度等级高于钢梁强度时,节点在峰值位移阶段的耗能能力显著降低.     

反复荷载作用后新型钢管混凝土柱-混凝土梁节点的轴压试验研究

为了解新型钢管混凝土柱-混凝土梁节点在地震后的力学性能,对经历了低周反复荷载作用的节点试件进行轴压试验,探讨该新型节点在轴压荷载作用下的破坏形态、极限承载力及其应变特点。试验结果表明,试件在轴压过程出现两种不同的破坏形式,其中节点截面尺寸较小的试件表现为节点的破坏,而节点截面尺寸较大的试件则表现为柱钢管屈曲失效,并明确两种不同的破坏形式中,节点钢筋网在震后带损伤的情况下仍能够充分发挥其强度,节点在钢筋网约束与扩大横截面的局压受力机理作用下其承载力得到提高。通过合理设计的新型节点的承载力可高于钢管混凝土柱的承载力,可实现"强节点,弱构件"的抗震理念。     

户内变电站钢框架新型全螺栓连接节点力学性能研究

设计一种户内变电站钢框架结构新型全螺栓连接节点,采用数值模拟方法,对框架连接节点的力学性能进行研究,分析柱壁厚度和梁端翼缘套板厚度这两个参数对节点抗震性能的影响。研究结果表明,该节点具备良好的抗震性能和耗能能力,可以满足户内变电站钢结构建筑设计需要;方钢管柱截面高厚比在25左右较为合适,增加梁端翼缘套板厚度能显著提高节点极限承载力和抗震能力。     

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。     

狗骨式节点梁翼缘削弱深度的取值研究

狗骨式节点能有效地将塑性铰从节点区域外移到梁上,增加节点延性,地震时起到保险丝的作用。理论分析表明,狗骨式节点梁翼缘削弱深度对狗骨式节点强度、延性及承载力都有明显影响。削弱深度过小不能有效地使塑性铰外移,削弱深度过大对结构承载力将产生不利影响。因此当削弱深度取值在合理范围内,才能有效改善节点抗震性能,提高钢框架节点的抗震能力。     

箱形节点域DRBS型弱轴连接抗震性能有限元分析

为了研究箱形节点域翼缘双削弱(double reduced beam section,DRBS)工字形柱弱轴连接节点的抗震性能,设计了两个系列模型。应用有限元软件Abaqus对第2个削弱区段的长度和深度的取值进行了研究,分析了节点的破坏形式、等效塑性应变、承载力、延性、塑性转动能力及耗能系数等,并与箱形节点域翼缘削弱(reduced beam section,RBS)型弱轴连接节点进行了对比分析。结果表明:在循环荷载作用下,在第2个削弱区段的削弱长度等于第1个削弱区段长度且第2个削弱区段的削弱深度取值宜略大于美国FEMA-350规范推荐的上限值时,箱形节点域DRBS型节点具有良好的抗震性能。与RBS型节点相比,DRBS型节点的承载力降低不明显,但是显著降低了最大等效塑性应变,提高了节点的延性和塑性转动能力。此外,DRBS型节点减缓了梁腹板和翼缘的局部屈曲的发生,从而提高了节点的累积耗能能力。     

方钢管混凝土柱-焊接腹板削弱钢梁节点选型及设计

根据钢框架强柱弱梁、强节点弱构件的抗震设计原则,常采用削弱梁将梁端塑性铰外移至削弱区域。本文采用三维非线性有限元分析腹板开孔的削弱梁形式,并和传统的狗骨式节点（RBs）受力性能进行对比,通过各种节点的承载力与应力分布情况比较提出两种有效的梁腹板削弱构造形式（腹板开圆孔和长圆孔）,并且参照国家规范给出了此类节点的设计建议方法。     

新型钢框架梁柱节点连接综述

对几种国内外设计研究常用的新型钢框架节点种类与构造进行了介绍,其中以国内学者的相关研究为主线,从削弱式梁柱节点、加强型梁柱节点、高耗能式梁柱节点、可恢复式梁柱节点等。从新型梁柱节点四大类型研究入手,以及另外几种新型梁柱节点形式,有扩翼式、蜂窝式等新型节点。从受力性能、滞回曲线、抗震性能等主要三个方面,进行了对比研究分析阐述,以及对未来钢框架结构体系中新型梁柱节点连接形式的发展趋势提出了一些构想和展望。     

钢管混凝土柱螺栓连接钢梁节点的抗震性能分析

为了改进施工过程,同时确保房屋的抗震性能,提出了一种新型的连接类型,用于钢管混凝土柱和钢梁的连接处设计。该连接具有外伸端板的特性,出厂前与钢梁焊接在一起,然后在现场用高强钢将其与钢管混凝土柱螺栓连接。对这种螺栓连接端板节点的抗震性能进行试验研究,并通过对3个足尺节点模型进行试验,评估了混凝土楼板和削弱型梁截面对其的影响。试验结果表明:楼板对节点强度的作用显著,削弱型梁截面能有效地将屈曲区域转移到远离焊接点的位置。同时,螺栓连接端板节点的分析模型也采用OPENSEES1.7.3模拟了试验结果。     

钢结构梁柱刚性节点抗震设计探讨

钢框架梁柱刚性连接节点是强震作用下的主要破坏位置,总结了梁端削弱式和加强式节点的应用特点,指出梁端加强式节点方案在实际应用时,由于加强梁端截面,在强柱弱梁抗震设计时,为满足规范相关计算要求,一般会造成柱截面加大或节点域腹板加厚。基于工程实践,提出相关的设计建议。     

狗骨式节点梁翼缘削弱深度的取值研究

狗骨式节点能有效地将塑性铰从节点区域外移到梁上,增加节点延性,地震时起到保险丝的作用.理论分析表明,狗骨式节点梁翼缘削弱深度对狗骨式节点强度、延性及承载力都有明显影响.削弱深度过小不能有效地使塑性铰外移,削弱深度过大对结构承载力将产生不利影响.因此当削弱深度取值在合理范围内,才能有效改善节点抗震性能,提高钢框架节点的抗震能力.     

钢框架栓焊梁柱连接节点的抗震设计

节点设计是整个钢结构设计的重要环节,提高钢框架梁柱连接节点的抗震性能是整个钢结构抗震设计的重要内容.本文主要介绍了提高钢框架栓焊梁柱连接节点的抗震设计的主要措施,主要方法包括:通过加腋和加盖板对节点进行加强,提高节点承载力;对梁局部削弱,使塑性铰从节点区外移至梁上;改进节点区焊接孔构造形式,缓解局部应力集中;妥善处理弧板和垫板,减少焊缝缺陷.     

梁翼缘二次削弱型端板连接节点滞回性能研究

通过对梁柱外伸端板连接滞回性能的分析,根据梁翼缘一次狗骨式削弱型端板连接的特点将削弱截面扩大,提出采用两个狗骨式削弱形式的新型梁柱外伸端板连接节点形式。利用ABAQUS对该新型节点进行滞回性能分析,探讨二次削弱截面的削弱位置、削弱长度以及削弱深度对于节点滞回性能的影响,给出梁翼缘二次削弱型端板连接节点构造参数的取值方法。结果表明:梁翼缘二次削弱型端板连接节点较传统梁翼缘一次狗骨式削弱型端板连接节点具有良好的耗能性能,同时能够有效降低等效塑性应变,实现更好的抗震性能,该类型梁翼缘二次削弱型端板连接节点具有更好的工程应用前景。     

蜂窝轻钢门式刚架节点抗震性能试验研究

为了研究蜂窝轻钢门式刚架节点的抗震性能,对该类新型节点进行了循环反复荷载试验。共设计4个蜂窝式节点和1个原型钢实腹式节点,考虑了节点连接形式、节点域加劲肋的设置和开孔中心至节点域距离三个变化参数对结构的影响。通过试验得到该类新型节点的破坏特征、荷载-位移曲线以及节点承载力,分析节点的耗能能力、延性、刚度退化等结构性能与变化参数的关系。试验研究表明:与原型钢实腹式节点相比,蜂窝式节点具有承载力高,刚度大的优点,但是耗能能力相对较弱;蜂窝式节点的耗能性能与节点的连接方式以及开孔中心至节点域的距离有关,而节点域加劲肋对节点抗震性能的影响不大。     

一种新型无内隔板梁柱节点有限元分析

采用有限元软件ANSYS,对根据实际工程加固中提出的新型无内隔板节点的极限承载力进行了进一步有限元研究,分析该类矩形钢管柱无内隔板梁柱节点在各加载阶段的位移变化和应力分布情况,考查其破坏形式,并比较了该类节点在不同梁柱截面尺寸下的极限承载力,得到该类节点极限承载力与梁柱尺寸的变化规律,为今后该节点的广泛工程应用提供参考依据。     

大型火电主厂房钢结构异型节点抗震性能试验研究

通过6个1/4比例钢结构异型节点的拟静力试验,研究了节点两侧梁的截面高度比和轴压比对异型节点抗震性能的影响,获得了异型节点的破坏模式、滞回性能、变形和承载能力.为了研究节点核心区的受剪承载力,试件按强构件弱节点进行设计.试验结果表明:异型节点的破坏模式主要是箱型梁下翼缘周围的焊缝开裂;滞回曲线饱满,刚度退化小,承载力高...     

钢框架梁柱节点脆性断裂原因及新型节点形式

针对节点受力机理的复杂性,分析了地震中钢框架梁柱节点脆性断裂的原因,并提出了新型的节点形式,如加强型节点和削弱型节点,以防止节点发生脆性破坏,改善节点的抗震性能。     

梁柱刚性连接加强型节点的研究进展

为了解决梁柱刚性连接节点在强震作用下的脆性破坏,采用对梁翼缘进行局部削弱或在连接区域局部加大的设计方法,以达到塑性铰外移、提高节点延性、避免在强震作用下梁柱接头发生脆性破坏的设计目的。国内外参考文献的研究结果表明,削弱型节点是以削弱梁翼缘截面、降低梁承载力为代价,获得强震作用下梁的塑性发展,而加强型节点以不降低梁承载力为前提,在大震作用下同样可以获得较好的塑性发展,使节点具有很好的延性。本文以我国《钢结构设计规范》修订为背景,针对塑性铰外移加强型节点各类形式的研究进展加以综述,并着重介绍了板式加强型节点和翼缘扩大型节点的国内外研究进展。