箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点拟静力试验研究

提出一种箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点构造,该柱拼接节点采用法兰柱座实现竖向装配,柱座内设八边形内套筒用以提高节点刚度及抗弯、抗剪能力,设计并完成了4个箱形柱拼接节点的拟静力试验。试验结果表明:设计合理的柱全螺栓拼接节点具有与普通焊接节点一致的力学性能。内套筒的设置能够提高柱全螺栓拼接节点的承载力、刚度和耗能能力。一定范围内,内套筒的长度越长,柱拼接节点的承载力和刚度越高,耗能能力越好。     

箱形柱内套筒式全螺栓柱拼接节点参数化分析

在研究的基础上,运用有限元分析软件ABAQUS进一步分析内套筒长度、内套筒厚度、法兰板厚度以及轴压比等因素对箱形柱内套筒式拼接节点的承载力、刚度以及滞回性能等抗震性能的影响。有限元分析表明:内套筒对于柱拼接节点有着增加节点承载力和刚度的作用,且内套筒长度、厚度越大,节点承载力和刚度越高,耗能能力越强;随着轴压比的增大,下柱腹板鼓曲非常明显,而上柱、柱座和内套筒的等效塑性应变均有减小的趋势。适当地增加轴压比(0.1~0.4范围内),可以提高箱形柱内套筒式拼接节点的承载力和刚度,并增强节点耗能能力,但轴压比不能过大,否则将导致下柱腹板屈曲,反而不利于柱拼接节点的受力。     

装配式板柱钢结构体系建筑产业化技术与示范

针对我国装配式钢结构建筑推广应用过程中的标准化、模块化和产业化需求,提出了一种竖向承重体系和抗侧力体系相分离的新型组合结构体系,并基于这一概念提出了一系列适用于多层和高层住宅建筑的高性能结构方案.通过大比例试验、高效数值模拟和性能评价等方法对该种新型体系的抗震性能开展了深入研究,充分证明了其在地震区应用的可行性.另外,开展了与该新型结构体系相配套的集成式楼盖和一体化外围护墙板的研究,分别围绕集成式楼盖及节点的力学机理和一体化外围护墙板的保温性能、隔声性能、受弯性能以及与结构的协同受力性能展开了系列研究.目前,与装配式板柱钢结构体系相配套的一个示范产业园区和两条示范生产线均已建成,相关研发成果已成功应用在两项示范工程中,取得了良好的示范效果.     

箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点试验数值模拟

在4个箱形柱拼接节点低周往复加载试验研究基础上,采用ABAQUS有限元软件对4个箱形柱拼接节点的低周往复试验进行模拟分析,得到了节点的承载力、力-位移滞回曲线、骨架曲线和刚度退化规律。对比数值模拟结果与试验结果表明:在滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和应变变化方面,数值模拟结果与试验结果吻合较好,箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点在保证与柱焊接拼接节点相近的节点力学性能基础上实现了钢框架竖向试件的高效连接和绿色建造。     

考虑楼板效应的装配式自复位钢框架节点弯矩-转角理论研究

装配式自复位钢框架结构体系在地震中能够有效耗散地震能量、控制结构损伤,震后残余变形小易修复,但由于震时自复位钢框架节点开口的特性带来了装配式自复位钢框架自身膨胀效应,使得传统的楼板体系不适用于该类结构体系。基于课题组提出的带新型滑动次梁的楼板体系和考虑带新型滑动次梁楼板体系后自复位框架梁各轴向力的计算式和自复位钢框架节点弯矩-转角关系。通过一个算例量化分析了8度设防、8度罕遇和8度罕遇(0. 3g)三个地震动水准下楼板效应对自复位钢框架节点开口后弯矩-转角的影响程度。