无侧移单元闭合框架P-δ效应的研究

为了判断无侧移单元封闭框架柱在考虑轴力p-δ效应下柱端弯矩的变化规律,提出了综合梁柱约束类型及节点二阶附加转角的判断法则;并经过典型算例结果的检验与证实。当节点转动是由梁端引起时,若考虑p-δ效应后节点转角增大,则意味着由于柱对梁端的约束作用减弱,柱端弯矩与梁端弯矩将变小;反之,则梁端受到柱端的约束效应增强,那么柱端弯矩与梁端弯矩将增大。当节点转动是由柱端转动引起时,由于作为柱端转动约束构件的梁抗弯刚度保持某一常量,如果考虑p-δ效应后,节点附加转动增大了原节点转角,那么梁端弯矩就会增大,从而使与之相连接的柱端弯矩也相应增加;反之,若节点附加转角减小了节点转角,则梁端约束弯矩减小,而减小与之连接的柱端弯矩。     

栓焊连接钢框架钢板剪力墙结构试验研究和有限元分析

在钢板剪力墙结构中,上下两层内嵌钢板拉力带的水平分力作用在中间梁上,减小了梁端弯矩,降低了节点的刚度要求,为采用半刚性节点提供了可能。据此,提出半刚接钢框架钢板剪力墙新型结构体系的概念,并设计了单跨两层栓焊连接（节点域无加劲肋）钢框架-钢板剪力墙试件,进行了低周反复荷载试验研究和有限元分析。试验主要从整体性能方面对试件...     

装配式钢筋混凝土柱-钢梁框架节点抗震性能试验研究

通过4个1/2比例装配式钢筋混凝土柱 钢梁框架节点低周往复荷载作用下的试验研究,分析了节点区加劲腹板厚度及开孔的影响,研究该新型节点连接构造的受力性能及装配式钢筋混凝土柱 钢梁框架单元的抗震性能。基于试验结果对试件的破坏特征、滞回性能及变形组成进行分析。研究结果表明：装配式钢筋混凝土柱 钢梁框架节点滞回曲线呈纺锤形,梁端塑性铰区充分耗散能量,具有良好的抗震性能;装配式螺栓连接钢筋混凝土柱 钢梁混合节点具有良好的连接质量;加劲腹板厚度的增加一定程度上减小了节点的剪切变形,加劲腹板开孔对节点受力性能影响不大;梁弯曲变形引起的层间侧移在强柱弱梁型钢筋混凝土柱-钢梁框架节点总侧移中所占比例最大,节点剪切变形所占比例较小。     

多跨多层框架在水平荷载作用下柱端弯矩综合分配

<正> 多跨多层有侧移框架在水平荷载作用下,常用的剪力分配法是先在同计算层内进行剪力分配,后逐个按其立柱反弯点进行柱端弯矩计算。本法则先将框架同计算层内梁柱用一个总框架代替,并按总框架反弯点计算柱端总弯矩,后进行柱端弯矩分配。     

X形插板连接型钢结构梁柱节点受力性能

为提高采用梁柱栓焊连接节点的变电站的安装施工效率,考虑变电站钢结构受力性能特点,提出在方钢管柱4个角部的45°方向焊接柱端钢板,钢梁端部焊接梁端钢板,然后通过高强螺栓连接梁端钢板和柱端钢板形成一种新型X形插板连接型钢结构梁柱装配式节点。设计了4个具有不同梁端钢板厚度和螺栓直径的节点模型并进行了受力性能试验。采用ABAQUS软件建立了节点模型并验证了模型的准确性,基于校核后的节点有限元模型分析了柱端钢板厚度和螺栓数量对节点受力性能的影响。结果表明:节点破坏主要发生在钢梁与梁端钢板焊缝连接处; 增加梁端钢板厚度和螺栓直径能显著提高节点的转动刚度和承载力,但仍为半刚性连接节点; 增加柱端钢板厚度和增加螺栓数量可以减小柱端钢板的损伤,但对梁端钢板损伤几乎不产生影响,同时增加螺栓数量的设计方式还可以提高节点的承载力。     

腹板摩擦式自定心预应力混凝土框架梁柱节点的理论分析

为减少钢筋混凝土框架在地震作用下的残余变形和损伤,提出一种新型的腹板摩擦式自定心预应力混凝土梁柱节点。其中,预制的钢筋混凝土梁柱通过无黏结预应力钢绞线进行拼接。当梁端弯矩超过节点的临界张开弯矩,梁柱接触面张开;震后,接触面在预应力的作用下重新闭合。梁柱的接触部位分别预埋钢套和钢板,以避免梁柱相对转动时混凝土的压碎。在梁端钢套的腹板处设置摩擦耗能件,从而可以在梁柱相对转动时耗散地震能。介绍腹板摩擦式自定心预应力混凝土梁柱节点的基本构造和受力特点,对梁端轴力、剪力、弯矩以及梁柱接触面张开后转动刚度的表达式进行推导,建立起梁端弯矩-相对转角关系的理论分析模型,并得到节点耗能系数和等效黏滞阻尼比的计算公式。理论分析结果与试验值吻合较好,为腹板摩擦式自定心预应力混凝土框架的设计提供了依据和参考。     

部分包裹混凝土组合柱-型钢梁端板连接框架抗震性能试验研究

为了研究部分包裹混凝土组合(PEC)柱-型钢梁端板连接框架结构抗震性能,通过改变端板厚度和柱含钢率,对3榀端板连接复合框架模型进行低周反复荷载试验。分析了组合框架层间滞回特性、承载力、抗侧刚度、耗能能力、节点转角延性、层间位移和屈服机制等抗震性能。结果表明:框架的层间屈服机制为先期梁端截面形成塑性铰,后期柱根部屈服,实现了利用塑性屈服耗能的设计目标;节点域填充混凝土形成斜压带传力模式,满足了节点域薄腹板的抗剪需求;端板厚度由12 mm增加到20 mm,试件承载力增加2%,试件初始刚度提高22.44%,节点转角延性系数提高10.00%,耗能能力增加12.87%;柱截面含钢率由15.5%增加到19.4%,试件承载力提高13.00%,初始刚度提高50.77%,耗能能力增加9.80%,但节点转角延性系数降低3.4%。试件破坏时层间位移角均超过抗震规范弹塑性层间侧移角限值1/50,且试件承载力退化系数仍达到0.96,结构具有良好的屈服机制和抗震性能。     

Experimental research on sismic performance of PEC column-steel beam frame connected by endplate

为了研究部分包裹混凝土组合（PEC）柱-型钢梁端板连接框架结构抗震性能,通过改变端板厚度和柱含钢率,对3榀端板连接复合框架模型进行低周反复荷载试验。分析了组合框架层间滞回特性、承载力、抗侧刚度、耗能能力、节点转角延性、层间位移和屈服机制等抗震性能。结果表明：框架的层间屈服机制为先期梁端截面形成塑性铰,后期柱根部屈服,实现了利用塑性屈服耗能的设计目标;节点域填充混凝土形成斜压带传力模式,满足了节点域薄腹板的抗剪需求;端板厚度由12mm增加到20mm,试件承载力增加2%,试件初始刚度提高22.44%,节点转角延性系数提高10.00%,耗能能力增加12.87%;柱截面含钢率由15.5%增加到19.4%,试件承载力提高13.00%,初始刚度提高50.77%,耗能能力增加9.80%,但节点转角延性系数降低3.4%。试件破坏时层间位移角均超过抗震规范弹塑性层间侧移角限值1/50,且试件承载力退化系数仍达到0.96,结构具有良好的屈服机制和抗震性能。     

预应力混凝土自复位墙结构的抗震设计与分析

分析研究预应力混凝土自复位墙结构的抗震设计,提出自复位墙抗震设计的4个关键设计步骤,包括墙体设计弯矩需求计算、预应力筋及阻尼器面积设计、预应力筋校核及墙体剪力校核。以1栋6层框架预应力混凝土自复位墙为算例,开展框架–自复位墙结构的拟静力分析,结果表明框架–自复位墙结构在1%的侧移角时体系残余侧移角仅为0.2%;而顶部侧移角达到2%时残余侧移角不到0.5%。     

Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能

在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性振动台试验的基础上,建立了试验试件的有限元模型,并验证了分析的正确性。设计了一个9层的Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构进行了非线性动力时程分析,研究了以上参数对结构抗震性能的影响。研究结果表明,改变耗能梁段长度、高跨比对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱弯矩、耗能能力均有不同程度的影响,对框架柱轴力、基底剪力无显著影响;改变耗能梁段腹板高厚比对结构耗能能力有影响,对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱受力、基底剪力无显著影响,并给出了相关设计建议。     

外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点受力性能有限元分析

在外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点抗震性能试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS,建立了考虑不同参数影响的三维实体模型并进行了非线性有限元分析。三维实体模型分析得到的有限元结果与试验结果吻合良好,有限元模型能够较高精度地模拟节点的受力行为。研究表明：节点的破坏形式分为整体节点域剪切破坏和局部节点域剪切破坏两种;节点单侧框架柱端部弯矩增大系数是节点域形成不同破坏模式的重要控制参数,两种破坏模式的分界线是节点单侧框架柱端部弯矩增大系数约为0.92;方钢管柱的宽厚比是影响节点域屈服剪力和塑性剪力的主要因素,梁截面高度比对节点域受剪承载力影响较大,而节点域高宽比对节点域屈服剪力和塑性剪力影响并不明显。     

新型卷边部分外包组合柱-钢梁端板连接组合框架层间抗震机理研究

为进一步研究新型卷边部分外包组合柱(PEC柱)-钢梁组合框架层间抗震机理,以新型卷边PEC柱-钢梁端板预拉对穿螺栓连接组合框架中间层子结构试验试件作为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行水平低周往复荷载下抗震性能的有限元分析。基于计算数据整理,分析试件结构的承载力与抗侧刚度、节点连接性能、耗能能力、剪力分配、变形模式、节点域传力机理和破坏模式等抗震性能。研究结果表明:试件结构具有较高的承载力和初始抗侧刚度;新型卷边PEC柱平均分担试件层间水平剪力;预拉对穿螺栓具有部分自复位功效;梁端连接具有较大的转动刚度,相应限制了其转动能力的发挥;试件最终破坏模式为所有梁端端板附近截面形成塑性铰的塑性机构,而相应层间剪切角和节点连接转角均超过设防烈度地震层间侧移限值1/50,表明该结构体系具有良好的抗震倒塌性能。     

核电工程双钢板混凝土结构L形转角墙节点研究

为研究钢板混凝土(steel-plate composite,SC)结构L形转角墙节点的受力性能,按"超强连接"原则设计了一个足尺SC结构L形节点试件,对其进行拟静力试验,分析其破坏模式、滞回曲线、应变演化,并进行了数值模拟,基于试验和数值模拟结果分析了SC结构L形转角墙节点的受力机理和结构性能。结果表明:SC结构L形转角墙节点在轴力、弯矩和剪力作用下,四周钢板一侧受拉、另一侧受压,核心区混凝土受剪以平衡两侧钢板的轴力差;L形转角墙节点易发生核心区混凝土剪切破坏,采用ACI 349-06中的相关公式可较保守地预测其受剪承载力。设计中应避免核心区混凝土脆性剪切破坏,建议加固节点核心区,使得破坏发生在SC墙体上。     

方钢管混凝土柱—钢梁外隔板式节点非线性有限元分析

选择合适的材料本构模型,利用三维实体单元,对方钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点建立了同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元分析模型,模拟分析了单调加载下节点的受力性能,较为精确地分析了节点区应力分布.结果表明,由有限元模型所得的位移曲线与试验所得的低周反复荷载作用下的骨架曲线极为相似,由有限元模型所得的应变分布和发展规律与试验结果一致.外隔板式节点的梁端弯矩一部分通过柱腹板两侧隔板传递到柱钢管腹板和核心混凝土,另一部分则主要通过柱角两内侧各0.25倍柱宽范围内的隔板直接传递给柱钢管翼缘和核心混凝土,柱角附近的隔板出现严重的应力集中,节点因受压翼缘屈曲、梁翼缘变截面最窄处形成塑性铰而破坏.节点核心区混凝土符合斜压杆受力机制.     

新型转换结构的试验研究及其在建筑物外套框架增层工程中的应用

腹板柱复合空腹桁架转换结构(以下简称腹板柱转换结构)是一种新型的结构形式。通过在框架梁间的适当位置设置腹板柱,使梁上出现多个弯矩峰值点,同时弯矩峰值也大大降低,从而优化结构的内力分布。通过模型试验对腹板柱转换结构进行了抗震性能试验研究,在水平往复荷载作用下的试验结果表明结构各层跨中梁梁端形成塑性铰,随后底层柱两端开始屈服并最终形成塑性铰;结构开始为弯曲变形,结构屈服后也出现剪切变形,抗震变形能力较好;各层结构位移延性系数处于现行抗震规范对结构延性系数3.6~7.33的合理要求范围内,结构的侧移和层间弹塑性位移角限值也满足有关规范要求,但结构底层位移延性系数较大;随着顶点位移角的增大,侧移刚度逐步衰减,但侧移刚度衰减速度由快逐渐变慢。结合工程应用对该结构形式提出了设计建议,设计时要提高底层和2层跨中梁端部的配筋率;适当加大底层柱截面形成变截面柱;对一层或几层梁施加预应力;提出了腹板柱设置位置和刚度要求。该结构在某建筑物     

腹板摩擦式自定心预应力混凝土框架梁柱节点的试验研究

提出了一种腹板摩擦式自定心预应力混凝土框架梁柱节点形式,并通过14个低周反复加载试验,对节点在循环荷载下的力学行为以及耗能特性进行研究,分析钢绞线预应力、螺杆预应力、梁端钢套、螺旋箍筋等参数对于节点性能的影响。试验结果表明,腹板摩擦式自定心预应力混凝土框架梁柱节点具有震后自动复位、主体结构基本无损、耗能机制明确等优点。梁端的钢套避免了混凝土梁柱在相对转动时的局部受压破坏,而位于梁端腹板的摩擦装置则提供了良好的耗能能力。随着初始预应力的加大,节点的初始刚度、临界张开弯矩加大并具有更强的自定心能力;节点的耗能效果主要受摩擦力的大小控制,预应力螺杆的正应力越大,耗能效果越明显。为保证槽钢的传力和摩擦耗能效果,须加强柱预埋钢板在框架柱中的锚固。     

填充墙竖向不规则布置的框架结构抗震性能分析

基于Etabs软件对钢筋混凝土框架填充墙结构进行动力分析,采用振型分解反应谱法从结构周期、楼层最大位移、楼层剪力与侧向刚度以及柱端弯矩等方面分析了地震作用下竖向不规则布置的填充墙对结构抗震性能的影响。结果表明,填充墙的设置提高了结构整体刚度,自振周期减小,其布置形式导致结构位移增大和自振周期减小程度不一,且形成竖向刚度突变的薄弱层,薄弱层层间位移增大,薄弱层越往下结构顶点位移越大;填充墙承担了45%~60%剪力和弯矩,使得柱端弯矩和剪力大幅减小,改善结构受力性能,薄弱层处柱端弯矩和剪力会发生突变,并随薄弱层往下增加值越大。     

多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计简介(中)

3 4　不同抗震等级框架的抗震计算3 4 1　一级框架（1）强柱弱梁　 梁柱节点处除框架顶层和柱轴压比小于0 15者外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：ΣＭｃ =1 4ΣＭｂ （6 ）　　 9度和一级框架结构，尚应符合：ΣＭｃ =1 2ΣＭｂｕａ （7）式中　ΣＭｃ———节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值，可按弹性分析分配；　　　ΣＭｂ———节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向组　合的弯矩设计值之和，节点左右梁端均为负　值时，绝对值较小的弯矩取零；ΣＭｂｕａ———节点左右截面逆时…     

钢板剪力墙弹塑性分析

分析了钢板墙从弹性屈曲到拉力带全部屈服的受力全过程。在弹性屈曲阶段,引入了弹性嵌固系数以考虑框架约束的影响。在弹塑性阶段,考虑了拉力带倾角、塑性变形系数和屈服后阶段弹性模量折减等影响,用斜拉杆模型合理地模拟了拉力带的受力过程,推导了斜拉杆初始屈服应力、极限应力、钢板墙剪力和位移计算公式。分别计算了钢板和纯框架的单独作用,然后再考虑其组合作用,得到了钢板墙的弹塑性荷载-位移曲线,通过算例验证了公式的有效性。     

浅谈高层/超高层建筑框架、框剪结构梁柱节点施工技术

随着城市建设的发展扩大，高层/超高层建筑已成为城市建筑发展的趋势，在高层/超高层建筑工程施工中，框架、框剪结构的节点是联系整个结构体系的纽带，如框架结构中的梁柱交汇点、框架剪力墙结构中的暗梁与柱交汇点、异型结构转换层的柱柱梁交汇点等，节点必须承受由梁端、柱端传递来的轴力、弯矩、剪力等，在各种力的共同作用下节点受力状态非常复杂。因此节点必须具有足够的强度、刚度和稳定性，才能抵抗相邻构件的各种荷载，保证整个结构体系安全、坚固、可靠。