混凝土翼板外伸锚固对梁柱端板连接半刚性组合边节点抗弯承载力的影响北大核心CSCD

为了研究混凝土翼板外伸锚固对梁柱端板连接半刚性组合边节点抗弯承载力的影响,运用组件法和弹塑性理论提出了正负弯矩作用下混凝土翼板外伸锚固对梁柱端板连接半刚性组合边节点抗弯承载力影响的计算公式。通过与试验结果对比表明,计算值与试验值吻合较好,该计算公式可用于梁柱端板连接半刚性组合边节点刚性的判断和参数研究。     

平面K形管板节点抗弯刚度研究

对平面K形管板节点的抗弯刚度进行了有限元分析研究。利用参数分析法,重点考察了主管直径D、支主管夹角θ、主管径厚比γ、支主管直径比β、节点板厚与主管壁厚比τp、支主管壁厚比τw、支管插入板的长度与支管直径比ν等几何参数,以及主管与支管的轴向应力对节点抗弯刚度的影响。研究表明:主管与支管的相对几何关系以及轴向应力对平面K形管板节点抗弯刚度均产生影响。在大量有限元算例的基础上,采用回归分析得出了K形管板节点的抗弯刚度计算公式。     

圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点双向抗弯承载力研究

梁柱连接节点作为钢框架结构的传力枢纽,对框架结构的承载力有十分显著的影响。在实际框架结构中,梁柱节点多数为空间节点,承受双向荷载作用,其力学性能往往与承受单向荷载的平面节点有较大差别。本文借助有限元模拟和微元体受力分析方法,对圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点的双向抗弯承载力性能进行了研究,阐明了该节点在双向弯矩作用下的传力路径和破坏模式。在明确传力路径和破坏模式的基础上,揭示了圆钢管柱-H型钢梁铸钢环板连接节点的双向抗弯承载力性能,提出了节点的双向抗弯承载力计算公式。通过与有限元参数化模拟结果进行对比,验证了所提出的节点双向抗弯承载力计算式的有效性。由本文提出的承载力理论及计算公式可知,相比于承受单向荷载的平面节点,承受双向荷载的空间梁柱节点承载力折减幅度约为24. 3%～31. 0%。     

混凝土翼板外伸锚固对梁柱端板连接半刚性组合边节点抗弯承载力的影响

为了研究混凝土翼板外伸锚固对梁柱端板连接半刚性组合边节点抗弯承载力的影响,运用组件法和弹塑性理论提出了正负弯矩作用下混凝土翼板外伸锚固对梁柱端板连接半刚性组合边节点抗弯承载力影响的计算公式。通过与试验结果对比表明,计算值与试验值吻合较好,该计算公式可用于梁柱端板连接半刚性组合边节点刚性的判断和参数研究。     

腹杆内灌混凝土十字形圆钢管节点平面内抗弯性能试验研究

对腹杆内灌混凝土十字形圆钢管节点在腹杆平面内弯矩作用下的极限承载性能进行了单调加载的试验研究。实施了6个不同截面几何参数的腹杆内灌混凝土十字形圆钢管节点平面内抗弯极限承载力试验。本文介绍了节点试验方案,描述了节点平面内弯曲破坏现象,给出了荷载—腹杆端位移曲线、弯矩—弦杆局部变形曲线、弯矩—转角曲线以及节点区域应变强度分布曲线,并将腹杆与弦杆外径比β、弦杆径厚比γ和腹杆与弦杆壁厚比τ对节点平面内抗弯极限承载力和抗弯刚度的影响进行了讨论。试验研究结果表明:γ和τ值最大的试件平面内抗弯刚度模式接近刚域模式,其余试件接近非刚域模式;在一定参数条件下,腹杆内灌混凝土的节点试件平面内抗弯承载力、初始抗弯刚度都随着β值的增大和γ值的减小而提高,提高的程度与β、γ具体大小有关,而τ值对抗弯承载力和抗弯刚度的影响不大;各试件在最大弯矩作用下,除τ值较大节点试件的腹杆上所有测点都保持弹性外,其余试件腹杆上测点则部分进入塑性;所有试件的弦杆测点均进入塑性;若实际工程中取欧洲规范弯矩计算值与腹杆全截面塑性弯矩计算值中的最小者计算节点抗弯承载力,则τ值较小节点试件的平面内抗弯极限承载力与理论弯矩相当,而τ值较大节点试件的平面内抗弯极限承载力低于理论弯矩,偏于危险,需要进行深入的弹塑性理论分析。     

水平荷载下加强型管桩与桩帽连接处受弯性能试验分析

对现场制作的加强型试件填芯混凝土管桩进行水平往复加载试验,研究各级荷载下裂缝的发展形态和破坏形式,得出管桩开裂先于加强环根部,且荷载达到最大时由于加强环的约束作用连接处未发生破坏,改善了连接处的抗弯承载能力;同时推导出填芯管桩的开裂弯矩理论计算公式并对实测结果进行验证;试件发生节点连接破坏后,结合试验各项参数推算出加强型试件节点处抗弯承载力公式并根据绘制的荷载-位移曲线计算出根部破坏时的抗弯承载力值,对其进行理论计算验证。     

主管中灌混凝土平面X形圆钢管混凝土节点平面内抗弯性能试验研究

对主管中灌混凝土平面X形圆钢管混凝土节点在支管平面内弯矩作用下的极限承载性能进行单调加载的试验研究。实施6个不同截面几何参数的主管中灌混凝土平面X形圆钢管混凝土节点平面内抗弯极限承载力试验。介绍了节点试验方案,描述了X形圆钢管混凝土节点平面内弯曲破坏现象,给出荷载-支管端位移曲线、弯矩-主管局部变形曲线、弯矩-转角曲线以及节点区域应变强度分布曲线,并将支主管外径比β、主管径厚比γ和支主管壁厚比τ对节点平面内抗弯极限承载力和平面内抗弯刚度的影响进行讨论。试验研究结果表明:主管灌混凝土后并没有在主管中形成明显的刚域;在一定参数条件下,主管中灌混凝土的X形圆钢管混凝土节点平面内受弯极限承载力、抗弯刚度均随着β、τ值的增加和γ值的减小而提高;各试件在最大弯矩作用下,所有试件的支管根部测点都进入塑性,主管上大部分测点保持弹性状态;主管中灌混凝土对圆钢管节点平面内抗弯极限承载力有一定的提高,在一定参数条件下提高甚至达到48%,但若实际工程中取欧洲规范弯矩值与支管全截面塑性弯矩值中的最小者计算节点抗弯承载力,在一定的钢管几何参数下不一定是安全的,需要进行深入的有限元参数分析。     

波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁框架节点的抗弯性能研究

提出一种新型波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁框架节点形式——在节点核心区沿钢梁上下翼缘方向设置贯通隔板,梁翼缘设置加强板,柱四角布置方钢管并沿高度方向焊接波纹侧板形成钢骨架,骨架腔内灌注混凝土。利用ABAQUS软件建立有限元数值模型,并与常规节点的滞回性能、受力特性和破坏模式进行对比,发现设置加强板能有效提高节点的承载力,且能使塑性铰沿翼缘外移,两类节点的滞回曲线均较为饱满,耗能性能和延性较好。分析加强板厚度、混凝土强度、柱钢材强度等因素对此类节点抗弯承载力的影响,结果表明：加强板厚度、钢梁钢材强度、钢梁极限弯矩和梁柱线刚度比对节点抗弯承载力有显著影响。在参数分析的基础上建议了波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁节点的抗弯承载力简化计算公式,简化计算公式所得结果与有限元结果吻合良好。     

方钢管混凝土柱内隔板式节点的抗弯承载力研究

为了研究方钢管混凝土枉内隔板式节点的抗弯受力性能，完成了3个方钢管混凝土柱内隔板式节点的低周反复荷载试验。在此基础上，研究了轴压作用对方钢管混凝土柱内隔板式节点抗弯承载力的影响，提出了3块内隔板情况下节点抗弯承载力的计算方法。同时对梁柱翼缘等宽情况下节点的抗弯受力性能进行了分析，建立了相应的计算公式，计算结果与试验结果进行了对比，吻合良好。试验结果及理论分析对现行规程中的节点抗弯承载力计算公式进行了补充，拓宽了内隔板式节点的适用范围。     

单元式幕墙组装节点抗弯承载力研究

鉴于建筑幕墙中带有竖向装饰条单元式幕墙大量应用,导致单元式幕墙的组装节点（横梁与公母立柱连接节点）必须有相应抗弯承载力才能需要传递装饰条传递给横梁的弯矩,而不是以前常规处理：忽略其抗弯承载力。由于该类节点的抗弯承载力现有幕墙相关规范中没有相应承载力计算公式,本文通过介绍屈服线原理进行理论推导,并通过试验和有限元两种方式进行验证,得出单元式幕墙组装节点的抗弯承载力理论计算方法。     

Evaluation of elastic in-plane flexural rigidity of unstiffened multiplanar CHS X-joints

Tubular structures have been widely applied in offshore structures and civil buildings in past decades. Some research has been carried out on rigidity of unstiffened circular hollow section (CHS) joints with various types, e.g. T-, Y-, K- and X-joints by former researchers. However, limited investigations on the in-plane flexural rigidity of multiplanar CHS X-joints which are commonly used in single-layered latticed structures are found in available literatures. In this paper, first a finite element model was calibrated through comparison with test results, and then a numerical parametric study on elastic axial rigidity of multiplanar unstiffened CHS X-joints was carried out using the calibrated models with package ABAQUS. Based on the parametric results, an in-plane flexural rigidity formula for the joints was fitted. Finally, a comparison among the different formulae in predicting joint rigidity of unstiffened CHS X-joints was carried out, which indicated a good reliability of the proposed formula.     

圆钢管相贯节点抗弯刚度和承载力实验

简述了圆钢管相贯节点抗弯性能研究的必要性和国内外目前的研究状况。以某重点工程为背景 ,实施了相贯节点抗弯刚度和承载力的实验研究。文中详细介绍了试验方案设计和主要试验结果。根据对多种几何参数、荷载工况组合下的节点抗弯刚度的测试 ,表明在一定条件下 ,相贯节点可以作为全刚接抗弯节点看待 ,节点抗弯强度能保证杆件承载能力的充分发挥。     

X形圆钢管相贯节点平面外受弯滞回模型研究

采用数值分析方法对X形圆钢管相贯节点的平面外受弯滞回模型进行研究。针对影响节点性能的主要几何参数,建立206个已校验的有限元模型进行参数分析,通过多元回归技术得出基于Menegotto-Pinto方程的节点平面外弯矩-转角曲线方程,以及平面外受弯滞回模型,经比较,与数值分析结果吻合较好。通过一个单层网格结构算例,验证了滞回模型的准确性和有效性。     

圆钢管相贯节点滞回特性的实验研究

对两种几何特征的圆钢管空间相贯节点进行了静力单调和反复加载的实验研究,以作为进一步研究钢管桁架抗震性能的基础。设计了专用的加载装置以对试件中的杆件和节点施加较大内力。通过对4个试件的实验,得到了节点滞回特性曲线。研究揭示了这类节点塑性变形沿首次塑性开展方向累积的特点,并指出单调加载曲线可以基本包覆滞回曲线。实验表明,采用相贯节点的钢管结构,其滞回特性取决于节点的滞回行为。对给定节点在反复加载下的变形能力和耗能能力进行了量化评价。     

Parametric analysis and design equation of ultimate capacity for unstiffened overlapped CHS K-joints

A finite element model simulating an experiment on unstiffened, overlapped circular hollow structure (CHS) K-joints was generated and validated by comparing the ultimate capacities, deformation processes and failure modes of the experimental results. Using this model, the stress distribution, propagation of plasticity and the failure modes of overlapped joints with through-brace-in-compression and welded hidden seams were analyzed. The effect of geometric parameters, with or without hidden welds, and the loading hierarchy reversal of braces on the ultimate capacity of the joints were also studied. The results of finite element parametric analysis indicate that the brace-to-chord thickness ratio has relatively large effects on the failure mechanism and ultimate capacity of overlapped joints. It was also found that the absence of hidden welds has less significance on the ultimate capacity of through-brace-in-compression joints than through-brace-in tension joints. Finally, based on the design equation of gap joints, a formula predicting the ultimate capacity of overlapped CHS K-joints was derived by applying multivariate regression analysis. Results from the proposed design equation are consistent with experimental results.     

X型厚壁圆管相贯节点平面外受弯抗震性能试验研究

采用相贯节点的圆钢管结构广泛应用于大跨度网格结构中,对于具有一定抗弯刚度的连接,节点将受到弯矩作用。介绍了两个不同几何参数的X型厚壁圆钢管相贯节点试件的平面外受弯滞回性能试验,结合数值分析,对节点承载能力和变形能力进行了研究。结果表明:在合理的几何参数和焊缝质量保证下,厚壁圆钢管相贯节点平面外受弯的承载力较高;厚壁圆钢管相贯节点在支主管径比β较大时节点易发生主管壁拉剪断裂破坏;在支主管径比β较大时延性等抗震性能较好,β较小时延性等抗震性能较差。     

内加劲环的设置对钢管节点性能的影响

本首先介绍了越南国家体育场鼓型钢管节点试验的有关情况．然后利用有限元计算比较了鼓型钢管节点在加劲和无加劲条件下的极限承载力和刚度，并通过若干算例比较了在不同内加劲环参数组合下X型钢管节点的极限承载力．结果表明，内加劲环可以提高钢管节点极限承载力和刚度．     

Parametric analysis and design equation of ultimate capacity for unstiffened overlapped CHS K-joints

A finite element model simulating an experiment on unstiffened, overlapped circular hollow structure (CHS) K-joints was generated and validated by comparing the ultimate capacities, deformation processes and failure modes of the experimental results. Using this model, the stress distribution, propagation of plasticity and the failure modes of overlapped joints with through-brace-in-compression and welded hidden seams were analyzed. The effect of geometric parameters, with or without hidden welds, and the loading hierarchy reversal of braces on the ultimate capacity of the joints were also studied. The results of finite element parametric analysis indicate that the brace-to-chord thickness ratio has relatively large effects on the failure mechanism and ultimate capacity of overlapped joints. It was also found that the absence of hidden welds has less significance on the ultimate capacity of through-brace-in-compression joints than through-brace-in tension joints. Finally, based on the design equation of gap joints, a formula predicting the ultimate capacity of overlapped CHS K-joints was derived by applying multivariate regression analysis. Results from the proposed design equation are consistent with experimental results. __________ Translated from Journal of Building Structures, 2006, 27(4): 30–36 [译自: 建筑结构学报]     

空间KK形圆管搭接节点承载力计算公式改进研究

在揭示国内外现行规范公式和目前研究对于平面内外均搭接的空间KK形节点（KK-Ov形节点）中存在的诸多不足的基础上,对影响节点承载力的因素进行了分析,确定了空间调整系数μ_KK的主要影响参数,并采用多元非线性回归分析,提出了μ_KK的函数关系并进行了校验;进而提出了空间KK-Ov形节点的承载力设计值建议式,并与试验数据和有限元分析数据比较,以及与现有规范公式横向比较评价。结果表明：建立在空间圆管KK形间隙试验节点基础上的现有规范公式不适于计算4根腹杆交错搭接的空间圆管KK-Ov形节点;空间调整系数μ_KK的主要影响参数为弦杆的径厚比γ和平面外两腹杆搭接率ζt,回归的函数表达式可以较好地反映空间参数变化对节点承载力的影响;提出的建议式为在平面K形节点承载力基础上乘以μ_KK,公式具有较高精度和可靠性,可以用于空间KK-Ov形圆管节点的承载力设计。