冷弯薄壁C型钢梁柱节点受力性能研究

用有限元分析软件ANSYS对双肢冷弯薄壁C型钢梁柱节点的受力性能进行了研究,建立了节点模型,在梁端进行静力加载,得到了节点的VonMises应力云图和弯矩—转角曲线,并对C型钢厚度、螺栓间距、节点板厚度对节点的破坏模式和连接刚度的影响进行了分析,得出了有益的结论。     

双拼冷弯C型钢节点初始刚度及承载力理论计算研究

为了研究冷弯C型钢节点的受力性能，发挥其在冷弯薄壁型钢结构中的作用，建立双拼冷弯C型钢梁柱节点力学模型，依据力学原理分别对梁和节点板进行受力分析，建立模型的受力与变形的关系，得出节点在弹性阶段的转角变形及初始刚度的理论计算公式，并根据节点的不同破坏形态计算其屈服承载力。考虑节点板厚度、螺栓间距和C型钢尺寸三种主要影响因素，建立ANSYS有限元模型，进行模拟计算与分析，得到屈服承载力和初始刚度模拟值，将由理论公式计算的理论值与其进行对比验证。研究结果显示：屈服承载力和初始刚度理论值与模拟值均基本接近，说明理论计算公式是合理且可靠的，能够应用于冷弯薄壁C型钢节点的计算当中。     

自攻螺钉连接冷弯薄壁C型钢梁柱节点试验及分析

为了正确地计算轻型冷弯薄壁C型钢龙骨结构体系的实际受力状态，应在其框架的分析和设计中考虑真实连接的非线性影响。本文通过自攻螺钉连接的冷弯薄壁C型钢梁柱节点试验，对连接节点的刚度即连接的M-θ曲线的进行了测试。文中详细介绍了试验过程、实验现象以及对试验数据的处理。最后，在采用非线性回归分析的基础上，拟合出一个M-θ关系的数学模型，供以后的分析和设计参考。     

T形钢连接半刚性梁柱节点受力性能研究

轻钢结构施工速度快,适用于办公楼、仓库、体育场馆及低、多层住宅建筑等,但其节点区受力复杂、影响因素多、节点设计和相关规范不够完善。为分析螺钉个数、间距、直径等因素对T形钢连接的梁柱半刚性节点区受力性能的影响,得到节点的弯矩-转角曲线模型,对该类梁柱节点进行静力试验研究;采用ABAQUS有限元分析软件对其受力性能进行模拟,验证模型的有效性,在此基础上进行参数分析,建立梁柱节点的弯矩-转角数学表达式。结果表明：节点的破坏模式均为自攻螺钉被剪断; 随着自攻螺钉个数、间距、直径的增加,其极限弯矩和初始转动刚度逐渐增大,其中螺钉个数影响最大;通过回归分析建立的梁柱节点弯矩-转角表达式偏于安全,可供后续设计参考。     

梁柱连接组合节点弯矩-转角关系研究

梁柱连接组合节点传递着梁柱之间的弯矩和剪力,是钢框架中的重要组成部分,也是钢框架设计中的关键部位之一。弯矩-转角关系是梁柱连接组合节点的主要力学性能,它反映着节点的初始刚度、抗弯承载力和转动能力,直接影响着钢框架体系的变形、极限承载力与整体性能。梁柱连接组合节点连接方式多样、构造形式种类繁多、几何参数多变、各组件受力状态与性能复杂等特性决定了弯矩-转角曲线是非线性的。而弯矩-转角曲线的非线性造成其难以拟合和预测。目前,半刚性连接组合节点的试验与理论研究有了较大的进展。本文归纳和总结了国内外梁柱半刚性连接组合节点弯矩-转角关系研究,包括试验研究和理论模型,并指出了今后需要进一步研究的重点与方向。     

冷弯薄壁型钢钢板-螺栓梁柱节点滞回性能与恢复力简化模型研究

本文采用数值方法对冷弯薄壁型钢钢板-螺栓连接节点静力性能进行研究,讨论了三种梁柱腹板宽度情况下螺栓间距、连接板厚度、腹板厚度和翼缘宽度等因素对此连接性能的影响。研究结果表明,梁柱腹板宽度、连接板厚度、梁柱腹板厚度是影响该连接节点静力性能的主要因素,而改变螺栓间距、梁柱翼缘宽度对节点的初始刚度和极限承载力的影响均不明显。结合数值分析结果,给出三种截面形式节点的设计构造建议。节点滞回性能研究结果表明:冷弯薄壁型钢钢板-螺栓连接节点的延性系数在3~4左右;节点的耗能系数随转角位移增加逐渐增加,其在地震中能较好的吸收和耗散能量;随着梁柱腹板宽度的增大,延性系数与耗能系数逐渐增大。最后在现有的恢复力曲线简化模型基础上,提出了改进的双线性模型,形式简洁并具有较好的精度。     

冷弯薄壁方钢管梁柱焊接节点抗震性能分析

对8个冷弯薄壁型钢方钢管梁柱焊接节点进行低周往复加载试验及非线性有限元数值模拟分析,将循环荷载下节点的数值计算结果与试验结果进行对比分析讨论,结果表明数值模拟能够较好地反映试验结果,所采用的数值建模方法可以进行冷弯薄壁型钢梁柱节点的参数化分析。通过对两类梁柱节点不同参数下抗震性能的分析,所得结果表明:(1)对于GJD系列节点,随着加腋高度、长度、厚度三个参数的减小,节点的滞回曲线变得饱满,耗能能力增强,同时承载力没有明显的下降段,三个参数增大时,滞回曲线变化不大,但承载力提前进入下降段,延性降低;(2)加腋高度和厚度减小时,GJD系列节点的极限承载力以及初始刚度明显降低,但节点的延性增加明显;(3)对于XJD系列节点,增大钢管柱壁厚、C型钢梁厚度,以及减小C型钢梁高度、C型钢梁与方钢管相对位置时,滞回曲线变得饱满,耗能能力增强,并且承载力增大。     

木梁柱螺栓钢填板节点转动性能理论计算方法

文章首先通过单调加载试验研究胶合木梁柱螺栓钢填板节点在弯剪复合作用下的转动性能,随后基于Johanson屈服模型提出胶合木梁柱钢填板螺栓节点在弯剪复合作用下的极限承载力和节点刚度的计算方法;同时提出节点弯矩转角曲线的理论预测模型。理论计算与试验结果相比具有较高的准确性。最后,基于节点承载力的理论计算方法分析节点抗剪承载力随剪弯比的变化规律。试验和计算结果表明：文中所提出的节点极限承载力计算方法、刚度计算方法和弯矩转角曲线理论预测模型均与试验结果较为吻合;随着节点剪弯比的增大,节点的附加弯矩减小,节点抗剪承载力增大。节点在纯剪状态下抗剪承载力最大,节点的附加弯矩将降低节点的抗剪承载力。通过节点承载力理论计算方法能得到节点的抗弯承载力 抗剪承载力曲线,可为木梁柱螺栓钢填板节点的设计提供依据。     

螺栓连接冷弯型钢抗弯节点的循环特性:包括滑移在内的有限元模拟

使用有限元程序模拟螺栓连接冷弯型钢抗弯节点的弯矩-转角滞回性能和失效变形。在模拟螺栓连接的响应系数时遇到的最主要问题即是滑移的存在。对在循环荷载下的6个装配冷弯型钢弯曲梁、一个支撑柱和一个贯穿板的梁柱进行试验。连接件的弯矩-转角性能由弯曲梁或连接件的滑动螺栓所控制。提出的有限元模型包含梁的几何缺陷、由拉伸试验所得出的材料特性和两种性能的滑移螺栓。修正后的有限元模型可以更准确地预测梁的受抗弯性能影响的连接件其弯矩-转角的滞回性能。一个简化的循环滑移模型可在一个已降低的滑动阻力下进行滑移,并能较好地模拟受滑移螺栓支配的连接件的滞回性能。可使用修正后的有限元模型模拟预测出连接件的失效模式,且与试验数据吻合较好。     

冷弯薄壁型钢组合楼盖抗剪性能试验研究

为了研究冷弯薄壁型钢组合楼盖抗剪性能,进行了1个冷弯薄壁C型钢—压型钢板混凝土组合楼盖、3个冷弯薄壁C型钢桁架—压型钢板混凝土组合楼盖和1个冷弯薄壁C型钢桁架—ALC板组合楼盖试件的抗剪性能试验。详细考察了组合楼盖在低周反复荷载作用下的应变分布规律和破坏形式,分析了组合楼盖的滞回曲线、骨架曲线、荷载强度退化、刚度退化。试验研究表明:采用冷弯薄壁C型钢梁组合楼盖的抗剪极限承载力要高于采用冷弯薄壁C型钢桁架梁组合楼盖;抗剪件在一定程度上可以提高组合楼盖的抗剪承载力。     

波折腹板钢梁柱弱轴半刚性连接性能研究

为研究波折腹板钢梁柱弱轴半刚性连接的性能,采用有限元软件ANSYS建立三维实体有限元模型,对连接进行加载模拟,得到弯矩-转角曲线、最大荷载时的节点区位移和von Mises应力云图、端板及节点附近柱腹板应变和变形,分析连接的受力性能。讨论了梁腹板高度、端板厚度和螺栓直径对弯矩-转角曲线的影响。研究结果表明:与梁受拉翼缘连接处的端板及与节点区域柱上加劲肋附近的腹板变形是梁柱产生相对转动的主要因素;梁腹板高度对连接的初始转动刚度及抗弯承载力有显著的影响;当板厚度与螺栓直径较小时,端板厚度与螺栓直径的变化对节点连接性能有较大的影响;随着外荷载的增加,弯矩-转角曲线由线性特征转为非线性。     

T型钢梁柱节点标准化力-变形曲线

基于性能的抗震设计思想越来越多地运用于工程设计尤其是超限高层建筑结构抗震设计中,但现行国家规范对性能设计的规定,仅是考虑宏观层面的层间位移角及使用承载力对构件进行控制,而没有深入到构件和节点的变形。详细分析了T型钢梁柱节点屈服模式和破坏模式,对该节点弯矩-转角曲线所涉及参数的物理意义进行阐述,得到T型钢梁柱节点标准化力-变形曲线,从而使对构件和节点进行变形控制成为可能。     

双肢冷弯C型钢门式刚架节点抗震性能研究

针对双肢冷弯C型钢门式刚架梁柱节点建立ANSYS有限元模型,并进行循环加载计算,提取了节点的应力云图、M-θ滞回曲线和骨架曲线等;考察了该类节点的破坏形态、极限承载力、初始刚度、刚度退化、延性和耗能等方面的性能,探讨了多种因素对节点抗震性能的影响,并对此类节点的抗震性能做出评价,给出设计建议。研究发现:该类节点的破坏形态有节点板弯扭屈曲和梁C型钢弯曲屈曲两种;节点板厚度、螺栓间距、C型钢厚度、腹板高度和屋面坡度的增大可以不同程度地提高节点的承载力和初始刚度,而螺栓直径和翼缘宽度对其影响很小;发生梁C型钢弯曲屈曲的节点较发生节点板弯扭屈曲的节点延性和耗能性能好,符合抗震设计要求。     

考虑楼板影响的钢结构半刚性连接节点弯矩-转角分析模型

在不考虑楼板影响的情况下,采用现有的双线性模型、多项式模型、三参数幂函数模型、欧洲规范EC 3模型的M-θ(弯矩-转角)曲线对钢结构外伸端板半刚性梁柱节点进行曲线拟合,并进行有限元分析。由于考虑了楼板的影响后,钢结构外伸端板半刚性梁柱节点的M-θ曲线与现有的半刚性节点M-θ模型存在较大的误差,说明现有的半刚性节点M-θ模型已经不适用于目前的实际情况。针对实际情况,考虑了楼板的影响,进行了带楼板的钢结构半刚性梁柱节点的有限元分析,并基于欧洲规范EC 3提出了考虑楼板影响的弯矩-转角模型。研究结果表明,所提出的考虑楼板影响的钢结构半刚性连接节点弯矩-转角分析模型较好地反映了半刚性连接节点弯矩-转角的实际性能,可供钢结构设计时参考。     

自复位钢框架结构抗震性能动力时程分析

文中主要针对梁腹板带有摩擦阻尼器的自复位钢框架整体结构进行抗震性能和自复位性能的研究。首先提出利用ABAQUS有限元软件连接单元实现整体结构自复位梁柱节点双旗帜滞回模型的模拟方法。将用该方法模拟的自复位梁柱节点弯矩-转角滞回曲线与课题组已经完成的3个节点试验滞回曲线相对比,结果表明:节点刚度和弯矩值与试验值吻合较好,证明了该模拟分析方法的可行性。然后对同条件的自复位钢框架和刚接框架(仅梁柱节点形式不同)进行了24条地震动下的时程分析,结果显示:自复位钢框架各层最大绝对速度、绝对加速度和自振周期与刚接框架均十分接近,层间位移角接近或略大于刚接框架,基底剪力、结构塑性发展和震后残余层间位移角均远小于刚接框架,结构震后自动复位优势明显。     

冷弯薄壁型钢梁柱节点抗震性能试验研究

为研究冷弯薄壁型钢梁柱节点的抗震性能,设计了四个不同构造的T形梁柱边节点进行试验研究.分析了节点板厚度和螺栓间距等对节点承载力、刚度、延性及耗能性能的影响.试验中四个试件的破坏模式相同,均为冷弯型钢的受弯承载力破坏,说明这种构造的边节点可以有效地传递梁柱弯矩.本文根据试验结果,对这种连接节点提出了设计建议.     

型钢螺栓连接装配式半刚性梁柱节点弯矩与转角关系研究

现阶段,新型装配式混凝土梁柱节点的设计与其力学抗震性能的研究是预制装配式混凝土结构的研究热点,但关于预制装配式混凝土梁柱节点的半刚性力学性能研究较少。基于有限元软件ABAQUS对型钢螺栓连接梁柱节点及设计12个可能影响节点弯矩-转角曲线因素的试件进行有限元分析,得到节点与试件的弯矩-转角曲线,通过曲线进一步分析节点的半刚性系数与其他半刚性力学性能。     

波纹腹板H型钢梁柱半刚性外伸端板连接性能研究

为研究波纹腹板H型钢梁柱半刚性外伸端板连接的性能,采用有限元软件ANSYS,对外伸端板连接进行单向静力加载模拟,得到弯矩-转角曲线和端板应力云图,分析连接受力特性;分别调整端板厚度和梁腹板高厚比,分析其对弯矩-转角曲线的影响。结果表明:随着弯矩的增加,弯矩-转角曲线由线性特征转变为非线性特征,连接刚度逐渐降低;端板厚度和梁腹板高厚比对连接的初始刚度及抗弯承载力均有显著的影响。     

波折腹板钢梁柱半刚性外伸端板连接节点滞回性能研究

为研究波折腹板钢梁柱半刚性外伸端板连接节点的滞回性能,采用ANSYS有限元软件,对半刚性外伸端板连接节点施加循环荷载,得到其弯矩-转角滞回曲线,分析节点的受力特性和延性系数;分别调整梁腹板高度和厚度,分析其对弯矩-转角滞回曲线的影响。结果表明:随着荷载的增大,残余变形的累加,节点承载力和刚度逐渐降低,弯矩-转角滞回曲线由线性特征转变为非线性特征;梁腹板高度和梁腹板厚度对节点的延性系数和滞回性能影响显著。     

冷弯薄壁焊接型钢梁柱节点在循环荷载作用下的试验研究

为了研究以冷弯薄壁焊接型钢构件为主要受力构件的多层及中高层钢框架结构梁柱节点受力、变形性能及破坏特点,对两个钢种(Q235和10PCu-Re)、三种柱壁厚的梁柱节点进行了反复循环荷载作用下的试验.介绍了试验情况,分析了试验结果.