新型方钢管混凝土柱梁节点有限元分析

结合现行钢管混凝土柱在实际工程中的应用情况,提出了用于方钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁框架结构的新型节点连接形式——非穿心暗钢牛腿方钢管混凝土柱与混凝土梁节点,利用有限元软件ANSYS对该节点的力学性能进行了分析,并与试验结果进行了比较,计算结果表明:有限元计算模型适用于该类型节点的分析,从计算和试验两方面均得出新型钢管混凝土节点满足强柱弱梁、节点更强的原则。     

钢管混凝土隔板贯通式节点的性能

隔板贯通式节点是一种新型钢管混凝土柱—钢梁连接形式。以中海广场为工程背景,进行了钢管混凝土柱钢梁隔板贯通式节点的拟静力试验,并结合数值模拟结果对该类节点的性能进行了研究。试验结果表明,钢管混凝土柱钢梁隔板贯通式节点具有较好的刚度、承载能力和延性,能够满足“强柱弱梁,强节点弱构件”的抗震设计原则。数值模拟与试验结果相吻合,可以采用本文所建立的数值模型模拟钢管混凝土柱钢梁隔板贯通式节点的性能。采用数值的方法,重点研究了隔板尺寸对该结点性能的影响,并提出设计建议。     

国际期刊导读

1循环荷载下钢管混凝土柱与钢梁连接节点的试验研究摘要:在循环位移控制荷载下,对4个内部连接钢梁和钢管混凝土(CFT)柱的1/2尺寸试件模型进行试验。考虑方钢管柱和圆钢管柱有两种不同的连接方式:1)由工厂焊接而成的平型和弧形外伸型端板被螺栓固定在有钢条整体贯通的钢管混凝土柱上;2)梁贯通式连接则是在梁柱间不进行任何焊接的情     

浅析钢管混凝土柱-钢梁节点形式

介绍了目前钢管混凝土柱—钢梁框架常用节点的构造形式和受力特点,按照柱贯通式节点和梁贯通式节点的分类,分析了钢管混凝土柱—钢梁框架节点形式的一些研究,并提出了简洁合理的端板螺栓连接新型节点形式,以供钢管混凝土柱—钢梁结构体系的节点设计参考。     

带加强环的方钢管再生混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究

为研究带加强环的方钢管再生混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,以有无加强环以及加强环的外伸长度、厚度为试验参数,设计制作了4个方钢管再生混凝土柱-钢梁节点,对其进行低周反复加载试验,并采用有限元软件ABAQUS对粗骨料取代率的影响进行了拓展分析。结果表明:加强环的存在能够有效限制节点核心区域钢管的鼓曲变形,可以提高节点的抗震承载能力、变形性能、耗能能力、刚度及滞回曲线的饱满程度,并能延缓节点的刚度退化速率;在一定范围内,随着加强环外伸长度的增加,试件抗震承载能力随之增加,而其延性系数则会有所降低,但降低幅度相对较小;焊缝质量对方钢管再生混凝土柱-钢梁节点的破坏过程及形态有重要的影响;粗骨料取代率和加强环的厚度对节点抗震性能的影响则相对较小。     

钢骨方钢管混凝土柱与工字形钢梁节点力学性能研究

研究钢骨方钢管混凝土柱与工字形钢梁节点的力学性能,利用大型通用有限元分析软件ABAQUS分析了钢骨方钢管混凝土柱-工字钢梁空间组合节点在不同的梁端位移荷载、轴压比和钢骨强度等级下的力学性能。通过有限元模拟,得到不同参数下的滞回曲线和骨架曲线,根据得到的曲线和数据,对节点的力学性能进行了深入分析。     

复式钢管混凝土外钢管不连通环梁节点抗震性能试验研究

设计一种用于复式钢管混凝土结构的新型外钢管不连通环梁节点,介绍该新型节点的构造和制作过程,进行四个梁柱组合体低周反复荷载试验,研究新型节点的抗震性能。试验结果表明:新型节点具有较好延性和变形能力,增加环梁配筋率和柱内钢管尺寸可提高节点的承载力。通过合理的构造措施,外钢管不连通环梁节点中内钢管混凝土、竖向插筋和密排环箍以及周边环梁一起保持了钢管混凝土柱的连续性,节点整体性强,满足结构设计"强柱弱梁"及"强节点弱构件"的设计原则,具有较好的抗震性能。     

方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点抗震性能

为研究方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点的抗震性能,利用有限元分析软件ABAQUS建立了该节点的有限元模型。通过对已有试验中的圆钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点抗震性能的模拟分析,验证了有限元计算结果的正确性,进而对方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点的受力性能进行了数值模拟分析,研究了该节点在低周循环荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线及节点延性;同时考察了柱内型钢含钢率、柱轴压比和环梁配筋率对节点抗震性能的影响。结果表明:方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点的滞回曲线饱满,具有良好的抗震性能;在节点核心区设置环梁后,节点试件的最终破坏模式为梁端形成塑性铰破坏,环梁对节点核心区保护作用明显,满足"强柱弱梁"及"强节点、弱构件"的抗震设计原则;随着柱内型钢含钢率及环梁配筋率的降低,节点试件的最大荷载、延性系数和抗震性能均有所降低,且强度退化加快;轴压比对节点抗震性能影响较大,当轴压比从0.31增加至0.63时,节点试件的延性系数从4.14降低至2.12,最大荷载降幅高达15.16%。     

芯钢管连接的钢管混凝土半连通角节点试验研究

提出一种芯钢管连接的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的新型节点形式。在钢筋混凝土梁与钢管混凝土柱连接区,局部间断钢管混凝土柱的外钢管,设置芯钢管连接上下钢管混凝土柱,使钢筋混凝土梁中的钢筋直接伸入节点,节点混凝土与梁中混凝土成为整体,简化了节点构造,保证了节点刚度。通过半连通角节点模型试验,研究了节点试件的破坏过程、破坏形态、节点区各组成部分的荷载-应变关系。研究表明,芯钢管混凝土对节点强度、刚度有重要作用。试件破坏是由梁和柱的破坏引起,直至试件达到极限状态,节点尚未破坏,证实了这种节点的可行性,且满足"强柱、弱梁、节点更强"的抗震设计原则。     

媒体重头文章概览

正《建筑结构学报》09/2020带耗能钢板的自复位方钢管混凝土框架抗震性能研究为了减小"梁增长"现象对自复位框架的影响,提出一种自复位方钢管混凝土框架,该框架由钢管混凝土柱、钢梁及带耗能钢板的自复位梁柱节点组成。对3榀1/3比例的自复位方钢管混凝土框架进行低周往复荷载试验,研究其自复位性能和抗震性能。利用有限元软件ABAQUS对其进行了非线性数值分析,并验证了有限元模型的准确     

方钢管混凝土柱新型节点和异形柱在住宅钢结构中的应用

介绍了住宅钢结构的发展概况,提出了两种方钢管混凝土柱与H型钢梁连接的新型刚接节点——外肋环板节点和隔板贯通节点,分析了方钢管混凝土异形柱的特点。结合一栋6层钢结构住宅工程,阐述了这两种新型节点的构成和优点,并设计了分别应用于角柱、边柱和中柱节点的不同节点形式。设计了应用于异形柱结构中的L形、T形和十字形柱的外肋环板节点和隔板贯通式节点,提出了一体化的外肋环板节点和隔板贯通式节点,并分析了其在结构中不同部位的应用,为在工程中进一步推广应用这两种新型节点和异形柱结构体系奠定了基础。     

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     

钢管混凝土柱—型钢混凝土梁节点非线性分析

钢管混凝土柱在地震区不受轴压比限制,近年来在高层建筑中应用较多。但为满足强节点弱杆件抗震设计原则,其构造复杂,施工难度大。为此,建立三维有限元分析模型,对一种新型钢管混凝土柱-钢骨混凝土梁连接节点进行力学性能研究。结果表明:该节点具有优良的整体性,节点初始刚度大,具有较好的变形能力,抗震性能优越,延性非常好,钢材屈服后承载力下降不多。破坏时钢管柱应力较小,没有出现屈服,柱内核心混凝土大部分处于受压状态,但应力很小。     

钢牛腿式钢管混凝土柱与型钢混凝土梁节点试验研究

超高层钢结构建筑采用钢管混凝土柱是目前较为常用的一种结构形式,与钢管混凝土柱连接的梁有钢梁、劲性梁或混凝土梁等多种方式。目前钢管混凝土柱与型钢混凝土梁节点的研究较少,针对钢牛腿式钢管混凝土柱与型钢混凝土梁的连接节点,对受力性能进行了1∶2缩比例的试验研究,同时采用了ANSYS有限元软件进行分析。结合试验结果和有限元分析结果,研究了该节点的受力特性,结果表明,该节点有很好的极限承载力和抗震性能。     

型钢混凝土组合结构梁柱节点深化设计研究

结合兵器科技信息大厦工程实例,详细介绍了型钢混凝土组合结构梁柱节点的深化设计方法,包括梁钢筋在遇到柱型钢时的三种解决方法,即绕过柱型钢、穿过柱型钢腹板和与柱型钢翼缘板焊接连接,以及柱的主筋和箍筋在遇到梁型钢时的解决方法。     

加劲肋尺寸对垂直加劲肋方钢管柱-H梁节点的影响

垂直加劲肋节点适用于柱截面较小的方钢管(矩形管)柱和H型钢梁节点.因此,采用有限元方法,以垂直加劲肋长度和高度为主要参数,对垂直加劲肋节点的承载力、刚度、应力分布和破坏模式进行了分析.研究表明:垂直加劲肋节点承载力、弹性刚度和耗能能力均大于内隔板节点,但是强度和刚度退化严重;垂直加劲肋长度对节点承载力和刚度都有影响;加劲肋高度只对节点刚度有影响.     

钢管混凝土柱不同构造单梁穿心节点的有限元分析

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是发展组合结构体系的关键技术。利用有限元分析软件AN-SYS,对采用不同构造的典型钢管混凝土柱与现浇钢筋混凝土梁的单梁穿心节点进行了空间非线性有限元分析。分析了垂直对称荷载作用下,采用不同构造的穿心节点内的应力分布情况和内力传递机理,根据分析结果提出了该类型节点的构造设计建议。     

薄壁方钢管混凝土柱-空心钢管梁加腋节点抗震性能试验研究

以轴压比为主要考察参数,对4个1∶1足尺模型的薄壁方钢管混凝土柱-空心钢管梁加腋节点进行低周反复荷载试验。通过试验观察其受力过程和破坏形态,得到梁端荷载-位移滞回曲线和骨架曲线,并分析节点的刚度退化、延性和耗能能力。结果表明:加腋板增强了节点域刚度,避免了焊接区域板件的脆性断裂,节点破坏由梁的局部屈曲引起,塑性铰形成于梁上并远离节点区域,柱和节点域基本完好,较好地满足了"强柱弱梁,节点更强"的抗震设计要求;试件的滞回曲线较饱满,延性系数为2.00~2.70;随着位移幅值的增加,试件的耗能能力不断提高,耗能性能良好;试件的极限承载力、延性及耗能能力等随轴压比增大无明显变化。     

钢管混凝土与钢梁斜交节点的试验研究

加强环式节点是钢管混凝土柱 -钢梁体系的常见连接形式 ,认识此类节点的受力性能对结构设计至关重要。在国内外已有的试验及理论研究中 ,主要针对钢管混凝土柱与钢梁垂直正交节点 ,而对斜交节点的研究没有报道。通过对 6个多向相交节点的试验 ,分析了斜交节点核心区在静力加载全过程中的应变与转角变化特点。结合试验现象 ,对此类节点的设计提出一些建议 ,建立了加强环式斜交节点的承载力计算经验公式。