钢管混凝土节点抗弯刚度非线性分析

目前,对钢管混凝土节点刚性的研究还处于定性分析阶段,尚无定量分析的相关成果.为此,利用有限元软件ANSYS,建立钢管混凝土外加强环式节点的三维非线性有限元模型.以环板宽度、环板厚度、柱径、柱壁厚度、梁高以及轴压比等为参数,采用单因素法和正交设计法,对影响节点抗弯刚度的因素进行分析,在此基础上提出节点抗弯刚度的计算公式,并对节点刚性进行分析,得到各有关因素对节点刚度的影响规律:1)随着环板宽度、钢管壁厚等增加,相对刚度呈线性增加;2)柱管直径与相对刚度为负指数关系;3)梁高变化对相对刚度没有影响;4)在轴压比超过0.5时,相对刚度有较大程度的下降.另外,对外加强环式节点,采用EC3提出的节点分类准则进行抗弯刚性分析,当按所提出的公式计算得到的节点刚度值大于8时,可以满足刚性要求.     

钢管混凝土节点抗弯刚度非线性分析

目前,对钢管混凝土节点刚性的研究还处于定性分析阶段,尚无定量分析的相关成果.为此,利用大型商业有限元软件,建立钢管混凝土外加强环式节点的三维非线性有限元模型.以环板宽度、环板厚度、柱径、柱壁厚度、梁高以及轴压比等因素作为参数,采用单因素法和正交设计法,对影响节点抗弯抗度的因素进行分析,在此基础上提出了节点抗弯刚度的计算公式,并对节点刚性进行了分析.得到的主要结论有:(1)各有关因素对节点刚度的影响规律是:随着环板宽度、钢管壁厚等增加,相对刚度成线性增加;柱管直径与相对刚度是负指数关系;梁高变化对相对刚度没有影响;在轴压比超过0.5时,相对刚度有较大程度的下降.(2)对于文中所研究的外加强环式节点,若以EC3提出的节点分类准则为准,则利用文中提出的公式计算得到的节点刚度值大于8,就可以满足刚性要求.     

钢管混凝土节点抗弯刚度非线性分析

目前,对钢管混凝土节点刚性的研究还处于定性分析阶段,尚无定量分析的相关成果。为此,利用有限元软件ANSYS,建立钢管混凝土外加强环式节点的三维非线性有限元模型。以环板宽度、环板厚度、柱径、柱壁厚度、梁高以及轴压比等为参数,采用单因素法和正交设计法,对影响节点抗弯刚度的因素进行分析,在此基础上提出节点抗弯刚度的计算公式,并对节点刚性进行分析,得到各有关因素对节点刚度的影响规律:1)随着环板宽度、钢管壁厚等增加,相对刚度-K呈线性增加;2)柱管直径与相对刚度-K为负指数关系;3)梁高变化对相对刚度-K没有影响;4)在轴压比超过0.5时,相对刚度-K有较大程度的下降。另外,对外加强环式节点,采用EC3提出的节点分类准则进行抗弯刚性分析,当按所提出的公式计算得到的节点刚度值大于8时,可以满足刚性要求。     

钢管混凝土节点抗弯刚度非线性分析

目前,对钢管混凝土节点刚性的研究还处于定性分析阶段,尚无定量分析的相关成果。为此,利用大型商业有限元软件,建立钢管混凝土外加强环式节点的三维非线性有限元模型。以环板宽度、环板厚度、柱径、柱壁厚度、梁高以及轴压比等因素作为参数,采用单因素法和正交设计法,对影响节点抗弯抗度的因素进行分析,在此基础上提出了节点抗弯刚度的计算公式,并对节点刚性进行了分析。得到的主要结论有:(1)各有关因素对节点刚度的影响规律是:随着环板宽度、钢管壁厚等增加,相对刚度成线性增加;柱管直径与相对刚度是负指数关系;梁高变化对相对刚度没有影响;在轴压比超过0.5时,相对刚度有较大程度的下降。(2)对于文中所研究的外加强环式节点,若以EC 3提出的节点分类准则为准,则利用文中提出的公式计算得到的节点刚度值大于8,就可以满足刚性要求。     

方钢管约束型钢再生混凝土柱-钢梁节点抗震性能分析

基于非线性和再生混凝土损伤因子的塑性损伤本构,建立了外加强环全焊接刚性连接、外套管式端板连接半刚性连接以及顶底角钢全螺栓连接半刚性连接3种形式的方钢管约束型钢再生混凝土柱-钢梁节点有限元模型,分析了各模型的抗震性能。结果表明:在低周循环加载下,柱内含有支撑骨架且没有穿柱构件时,有利于提高节点域核心再生混凝土的整体性,受力简单;采用外套管约束节点域,核心再生混凝土的应力、应变较小,有利于再生混凝土耐久性的提高;在相同轴压比、梁柱线刚度比的情况下,外加强环全焊接刚性节点承载能力和滞回耗能能力较高,但延性相对较差;顶底角钢全螺栓连接半刚性节点承载能力、滞回耗能能力相对较低,延性较好;外套管式端板连接半刚性节点的极限承载力、滞回耗能能力和延性性能都有良好的表现;在此基础上,对外套管式端板连接半刚性节点进行了荷载-位移影响参数分析。结果表明:轴压比在弹性阶段对节点的影响不大,在进入屈服和塑性强化阶段,随着轴压比的增高,节点的极限承载力和延性下降;在强柱弱梁的前提下,梁柱线刚度比的增加有利于节点弹性刚度和水平极限承载力的提高,屈服后梁柱线刚度比对节点刚度退化影响不大;钢材屈服强度影响主要体现在节点的极限水平承载力上;再生骨料取代率对节点的延性性能稍有影响;外套管和端板的厚度变化在一定范围时对节点的弹性刚度和极限承载力有一些影响,但增幅随着厚度的增加越来越小。     

端板连接节点对门式刚架整体性能的影响分析

传统钢结构设计中将高强螺栓端板连接作为刚性节点,而实际情况下这种连接形式与计算结果有差异.采用有限元方法针对8种不同计算跨度的轻型门式刚架建立了三维整体有限元模型,分析了高强螺栓端板连接的节点刚度对门式刚架内力和位移的影响.计算结果表明,高强螺栓端板连接是一种半刚性连接形式,节点刚度对门式刚架整体结构的内力和变形将产生较大影响,在门式刚架的分析和设计中,应考虑节点半刚性的实际影响.     

加强环式钢管混凝土框架节点计算模型的研究

在分析加强环式连接的钢管混凝土框架时,一般采用刚性框架分析法,把节点假设为完全的刚性连接。然而这种假设并不符合实际。通过两层两跨的框架静载试验,研究了节点核心区的剪切变形,并测量了框架的水平荷载-侧移曲线,以验证本文的节点计算模型的准确性。试验发现弹性阶段节点核心区的剪切刚度很大,对框架变形的影响可以忽略不计。借助有限元分析软件ANSYS建立框架有限元模型,采用了一种新的节点计算模型,即用弹簧单元和刚性单元来分别模拟梁柱连接和节点核心区,弹簧刚度由文献[6]的M-θ公式确定。将本文方法及其它分析方法得到的水平荷载-侧移曲线与框架试验结果进行比较,证明了本文的方法比传统的刚性框架分析法及其它方法,更加准确地反映了框架弹性阶段的受力性能。     

基于多尺度模型的树状结构支撑网壳分析研究

基于有限元多尺度建模方法,在软件中使用刚性连接方法连接了微观模型和宏观模型,使用实体单元建立受力复杂的节点,精确模拟了树状结构节点域的边界条件.对比研究简化梁单元模型与多尺度有限元模型的计算结果,结果显示节点刚度对于树状结构的稳定性影响很小,相贯节点内隔板可以有效增加节点刚度.研究表明梁单元不能精确模拟结构中受力复杂区域的受力状态,受力复杂区域采用高阶单元模型的多尺度有限元分析,可在计算精度和计算代价中寻求较好的平衡.     

高温下钢管混凝土结构节点的简化计算方法

本文在建立了高温下钢管混凝土柱一钢梁外加强环节点有限元分析模型的基础上,分析了在不同恒高温下环板宽度、钢管厚度、钢梁翼缘宽度和厚度、梁高等参数对节点抗弯承载力和初始刚度的影响.在此基础上建议了高温下节点抗弯承载力和初始刚度的简化计算方法,并用欧洲规范EC3的连接分类方法对高温下节点刚性进行了分析.     

钢框架梁柱焊接连接的半刚性及其对结构自振频率影响的研究

先从梁柱节点受弯变形的机理入手,推导出钢框架梁柱焊接连接节点的初始刚度计算公式.通过对5组共25个梁柱焊接节点的初始刚度公式计算结果与有限元计算结果的比较,发现该计算公式与有限元结果吻合较好.然后通过通用有限元软件ABAQUS分析随结构层数、跨数变化时节点半刚性对框架结构自振频率的影响规律,由此建立焊接连接简化为刚性连接的条件.     

无支撑半刚性连接钢框架的简化分析

用变刚度的螺旋弹簧模拟梁柱节点半刚性连接的弯曲特性 ,建立了半刚性连接钢框架梁单元的刚度矩阵。通过分别引入横梁修正线刚度和修正转动刚度 ,将等效代替框架法和无剪力分配法推广应用于无支撑半刚性连接钢框架的结构分析 ,其计算十分简便     

半刚性钢框架滞回性能的数值模拟分析

利用有限元分析软件ANSYS对单腹板角钢连接、双腹板角钢连接、顶底角钢连接、带双腹板的顶底角钢连接四种不同连接方式的钢框架进行非线性有限元分析。采用Kishi-Chen幂函数模型和COMBIN 39单元模拟半刚性连接的非线性行为。通过比较四种不同连接方式钢框架的滞回曲线,探讨半刚性连接方式对钢框架耗能能力的影响,为半刚性连接钢框架的设计提供参考。     

半刚性连接钢框架变形的有限元研究

应用大型有限元程序ANSYS建立模拟钢框架梁柱节点半刚接的模型,施加荷载并进行了计算,通过对半刚性节点连接钢框架的变形分析,总结出半刚性连接框架节点的不同刚度值对框架变形的影响。结果表明,半刚性框架节点刚度的大小将直接影响结构的变形大小。     

半刚性连接钢管混凝土框剪结构的有限元分析

采用通用有限元分析程序ANSYS建立了半刚性连接钢管混凝土框架剪力墙结构的有限元模型,探讨半刚性连接对框剪结构周期、位移和内力等的影响。分析结果表明：半刚性连接使得结构的基本自振周期增大,对高阶振型自振周期的影响很小;半刚性连接增大了结构的位移及剪力墙的弯矩和剪力,但使得框架的剪力有所减小。提出了考虑半刚性连接的设计建议,可供工程设计人员参考。     

半刚性连接框架的试验研究进展(Ⅰ)

对近年来国内外关于半刚性连接框架的试验研究做了较为完整的综述,介绍了半刚性连接的各种常用形式,探讨了半刚性连接框架的结构优越性,详细总结了国内外研究人员开展的半刚性连接框架试验研究及取得的成果,指出了今后开展试验研究的重点方向.     

半刚性连接框架的试验研究进展(Ⅱ)

对近年来国内外关于半刚性连接框架的试验研究做了较为完整的综述,介绍了半刚性连接的各种常用形式,探讨了半刚性连接框架的结构优越性,详细总结了国内外研究人员开展的半刚性连接框架试验研究及取得的成果,指出了今后开展试验研究的重点方向.     

顶底角钢连接节点的滞回分析

对采用顶底角钢连接的半刚性钢梁柱连接节点进行了精细的三维非线性有限元分析,在与试验数据对比的基础上,对影响该连接性能的主要参数如角钢厚度、柱翼缘连接螺栓与梁翼缘间的距离等进行了分析,得到了其弯矩-转角曲线。     

角钢连接的半刚性钢框架抗震性能试验研究

在实际工程中,钢框架连接性能往往介于刚性节点和铰接节点之间,呈半刚性连接。采用拟静力试验方法进行了角钢连接的半刚性连接钢框架在低周往复荷载作用下抗震性能的试验,研究了带腹板双角钢、顶底角钢半刚性连接钢框架在周期循环荷载作用下的滞回性能、延性和破坏机理等,为钢结构抗震设计提供了一定的理论参考。试验结果表明该钢框架由于节点部位转动刚度小于刚性连接,使结构的抗侧刚度降低,侧向变形增加,但是同时也改善了梁柱的内力分布,提高了其在周期循环荷载作用下的滞回性能和耗能特性,比刚性连接钢框架具有更好的抗震性能。     

半刚性连接框架的变形和内力

研究了钢结构或钢筋混凝土组合结构梁柱半刚性连接的计算模型和对框架变形及截面内力的实际影响 ,在非线性迭代过程中 ,采用改进弧长法控制 ,提高了计算精度和算法的收敛性。实际算例表明半刚性连接会使剪切变形和二阶效应的影响增大。本文的研究同时为钢结构设计规范考虑半刚性连接的要求标准和实验步骤提供了相关资料     

轮扣式钢管支模架节点连接性能试验研究

设计轮扣式钢管支模架节点半刚性水平力加载试验。选用3组试件,通过对试验现象和所得数据的分析及与扣件式钢管脚手架节点刚度的对比分析,得到结论:轮扣式钢管脚手架节点具有典型的半刚性连接特性,轮扣式钢管脚手架节点的半刚性受不同搭设间距的影响较小;当节点弯矩在控制弯矩的20%以下时,节点的初始连接刚度变化波动略大;当超过20%时,节点连接刚度曲线趋于稳定一致;得到的3组试件节点的连接刚度相当于扣件式钢管脚手架在扣件拧紧力矩40 N.m时的连接刚度。轮扣式钢管脚手架连接稳定性好,搭设质量优于传统的扣件式钢管脚手架。