江苏大剧院关节轴承节点支座静力试验研究

江苏大剧院工程钢柱柱脚支座采用关节轴承节点,该节点由铸钢底座、方柱、向心关节轴承、销轴、耳板和盖板等部件组成。此类节点使用较少,缺乏试验依据和受力机理亦不明确,无明确的计算方法确定其承载力。为验证设计荷载下的受力安全性,对该节点进行了足尺加载试验和有限元分析,通过试验监测,得到了节点各部件的应变、位移和应力变化情况。     

某大剧院关节轴承节点试验研究及有限元分析

某大剧院工程钢柱柱脚采用了关节轴承节点。该节点由向心关节轴承、销轴、耳板和盖板等部件组成,构造复杂,无法采用常规方法确定其承载力。对该节点进行了足尺加载试验和有限元分析并进行了比较,通过跟踪监测,得到了节点各部件的应变和位移,得出了轴承节点的破坏机理和各部件的破坏形态。     

广州新电视塔楼层梁万向铰节点设计

广州新电视塔体型复杂,楼层梁与外筒钢柱连接处没有楼板,该节点承受面内、面外的剪力,且需要较大的转动能力,文中全面介绍了自创的内嵌向心关节轴承的万向铰节点,能满足节点受力及转动能力要求,可在其他类似工程中应用。     

空间结构半刚性C型节点优化及转动性能试验研究

提出了一种新型空间半刚性C型节点。为使该节点具有较好的转动能力及耗能能力,基于“强节点、弱构件”的抗震基本原则,提出了“强连接、弱板件”的空间半刚性节点。首先根据规范及理论分析初步确定节点各组件的合理尺寸;然后运用ABAQUS有限元软件建立非线性有限元模型,对节点各组件的尺寸进行优化,确定合理的组件尺寸。通过有限元分析和试验对该节点的性能进行研究。结果表明：该空间半刚性C型节点在弯矩荷载作用下表现出了较好的受弯承载能力和延性;节点刚度及承载力均随锥头侧连接板厚度、前端板厚度的增加而增大。节点锥头部分的材料本构模型选取对有限元分析结果的影响显著,采用三折线模型模拟所得结果更为精确。     

天津体育中心自行车馆钢屋盖弦支穹顶结构设计与分析

天津体育中心自行车馆钢屋盖采用弦支穹顶结构体系,针对正交网格弦支穹顶结构的特点,对上部结构网格进行优化以方便索杆体系的设置。分析了作用于结构的恒荷载、活荷载、风荷载、温度作用以及地震作用等,并对各种工况进行组合,分析结构静力、动力性能,确保结构安全可靠。分析表明:局部肋环形网格划分可以有效解决正交网格周边索杆体系布置困难的问题;向心关节轴承撑杆上节点可以简化铰接节点构造;地震参与工况对结构内力不起控制作用。     

钢框架加腋梁-柱刚性节点的非线性分析

通过对加腋钢框架梁-柱刚性节点进行空间非线性有限元分析,结果表明加腋节点具有较高的承载力,斜腋节点具备较好的塑性转动能力,可达到抗震设计的要求,而直腋节点则易引起梁翼缘过度变形而较早失效。     

带悬臂梁段拼接的梁柱连接有限元分析

在考虑几何、材料、状态三重非线性的基础上,对此类节点钢梁拼接节点承载力不同的两个试件进行精细的三维非线性有限元分析,得出此类节点在单向荷载作用下的P-Δ曲线和在循环荷载下的滞回曲线,并将此类节点的性能与无拼接节点的刚性梁柱连接的性能进行对比。结果表明,拼接节点承载力较低的此类节点有良好的延性、塑性转动能力和耗能能力。     

方钢管柱-H形钢梁槽钢节点受力性能研究

为研究方钢管柱-H形钢梁槽钢节点的静力性能,对5个节点试件进行了单调加载静力试验。试件为边柱节点,试件参数为槽钢类型、槽钢尺寸以及管内加劲肋。详细考察试验全过程和试件破坏形态,分析节点的转动刚度、承载能力、应力-应变关系等。采用有限元软件ABAQUS对节点进行有限元分析,将有限元得到的M-θ曲线与试验结果进行对比。研究结果表明:试件破坏时,破坏主要发生在槽钢上,主要表现为螺栓孔撕裂、槽钢受拉侧腹板鼓曲、受压侧翼缘屈曲;槽钢翼缘与钢管柱壁刚度比较小时,槽钢翼缘会出现明显鼓曲;槽钢翼缘与钢管柱壁刚度比较大时,钢管壁受压区会出现较明显局部屈曲,槽钢腹板越厚,节点承载力越高;槽钢节点有较好的变形能力与抗弯承载能力,为半刚性节点。     

半刚性框架-防屈曲钢板墙结构的抗震性能试验研究

为研究半刚性框架-防屈曲钢板墙结构的抗震性能和传力机理,通过一榀1∶3比例单跨双层的半刚性框架-预制混凝土板防屈曲钢板墙的低周往复荷载试验研究,研究节点刚度与防屈曲墙体的相互影响效果,获得承载力、刚度、耗能和节点转动能力等指标。试验结果表明:该种结构具有优越的耗能能力,节点刚度退化小,墙板的设置显著降低节点区自身的延性和应力要求,半刚性框架和墙板协同工作良好;防屈曲构件的设置可改善钢板的实际受力,提高墙体的承载力及刚度,有效克服滞回曲线的"捏缩"现象,避免薄板墙的噪音及震颤,半刚性框架承担25%的水平剪力,试件面内呈弯剪破坏模式。研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据。     

高大模板支撑体系的稳定承载力分析模型

综合考虑节点半刚性连接特性与二阶效应的影响,结合高大模板支撑体系的受力特点,建立了高大模板支撑体系的稳定刚度方程,基于特征值屈曲分析法对高大模板支撑体系进行了稳定承载力分析,并定量分析节点半刚性的初始转动刚度和剪刀撑对高大模板支撑体系稳定承载力的影响规律。分析结果表明,节点半刚性的初始转动刚度和剪刀撑对高大模板支撑体系的稳定承载力具有显著影响。     

RCS混合干法框架梁柱节点试验研究

基于梁柱顶底角钢连接节点的良好耗能能力特点,提出了一种由顶底角钢连接的预制钢筋混凝土柱与型钢梁干法连接的梁柱节点连接形式.以梁柱边节点为研究对象,针对两组6个节点分别开展了单调静力加载及循环加载试验研究,探讨分析了该类型节点的抗弯性能、抗震性能以及相应的破坏模式.单调静力加载试验结果表明,梁高的增加不但会延迟螺栓滑移,还会提高节点的初始转动刚度和节点的抗弯承载力;梁端螺栓排数的提高不仅会增加节点的抗弯承载力,在一定程度上还避免了滑移现象的产生.循环加载试验考察了各个试件的滞回曲线、耗能、刚度、延性.结果 表明,RCS混合干法框架梁柱节点是一种典型的半刚性连接节点,与现有的现浇钢筋混凝土梁柱节点相比具有更好的耗能能力和延性.     

半刚性连接梁柱组合节点低周反复荷载试验研究

为研究半刚性连接梁柱组合节点的抗震性能,开展了1个纯钢框架梁柱中节点、2个组合框架梁柱中节点的低周反复荷载试验。梁柱采用平齐式高强螺栓端板连接,试验采用柱顶加载模式。对试件的试验现象、变形、应变和耗能能力等进行了分析和比较。试验结果表明,组合节点相对于纯钢节点而言,由于负弯矩作用下钢筋的抗拉作用和正弯矩作用下混凝土板的抗压作用,其受弯承载力和转动刚度均有较大程度地提高;连接弯矩-转角关系的滞回曲线饱满、稳定,具有良好的耗能能力;平端板连接梁柱组合节点在反复荷载作用下具有较高的承载力和良好的延性,抗震性能良好。     

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。     

方钢管钢骨混凝土柱与钢梁端板螺栓连接节点抗震性能试验研究

为研究方钢管钢骨混凝土柱与钢梁端板螺栓连接节点的抗震性能,进行了5个节点拟静力试验研究,分析了端板厚度、螺栓直径、混凝土强度和轴压比等因素对承载力、弯矩-转角曲线、耗能能力、承载力衰退、刚度退化、延性以及破坏模式的影响。研究结果表明：方钢管钢骨混凝土柱与钢梁端板螺栓连接节点均属于半刚性节点,初始转动刚度随着端板厚度和螺栓直径增大而提高,但节点的极限转动能力随着端板厚度的增大而减小;当承载力由端板或钢梁控制时,其具有良好的转动和耗能能力;试件承载力退化系数在0.8～1.0之间,变化幅度不大,刚度退化相比荷载退化严重;设计中应避免高强螺栓发生脆性破坏。     

广州新电视塔双向铰节点试验研究

对广州新电视塔钢结构双向铰节点进行了两个典型节点足尺试验研究和有限元分析。该节点为楼面梁与外筒柱的连接节点,由向心关节轴承、嵌固板、耳板和销轴构成。根据试验目的,试验分两阶段进行,第一阶段试验完成后,结合试验和有限元分析结果,对节点构造提出改进意见,重新设计节点,对改进后的节点进行第二阶段试验。介绍了节点的试验方法,描述了整个加载过程中节点行为和破坏模式。试验结果表明,节点的极限承载力都超过设计荷载2.5倍以上,且两阶段试验破坏工况加载力均超过轴承额定静载荷,但轴承均未破坏。试验结果和有限元分析结果证明,节点区的耳板A与突缘连接区域加厚等加强措施是有效的。     

双曲面网壳半刚性节点试验及弹塑性屈曲分析

为研究X形节点刚度对网壳结构弹塑性屈曲性能的影响。本文以广东移动南方基地大型双曲面单层网壳结构为背景,对4组X形节点进行平面内、外的弯曲刚度试验和有限元模拟,得到X形节点各杆件的弯矩–转角曲线,进而计算出节点各杆件的名义转动刚度值。结果表明:支座约束情况对节点转动刚度影响较大;平面外荷载下,节点转动刚度大,可按刚接处理;平面内荷载下,节点半刚性不容忽视。基于试验结果,考虑结构安装缺陷,采用MATRIX27单元对网壳节点刚度进行模拟,得到结构倒塌破坏全过程的荷载–位移特性,并对网壳节点在不同转动刚度下的极限承载力进行了对比分析。结果表明:X形节点转动刚度减小,网壳结构极限承载力降低;安装缺陷增大,网壳稳定性减弱。     

地震作用下端板抗弯连接的受力性能

该文进行了8个足尺钢梁柱端板抗弯连接节点在循环荷载下的试验研究。试验考察的参数有端板厚度、螺栓直径、端板外伸加劲肋、柱加劲肋、端板类型（齐平端板及外伸端板）。试验给出了端板连接节点的弯矩承载力、转动刚度、转动能力及滞同曲线结果。试验结果表明外伸端板连接具有抗震框架所要求的足够的承载力、节点转动刚度、延性及耗能能力。基于试验结果和理论分析,提出了抗震框架端板连接的节点构造,推荐给出了三种破坏模式需求及相应的承载力,     

木网壳结构半刚性装配式植筋节点受力性能研究

为研究新型装配式植筋木网壳节点的受力性能,设计并制作了两种不同截面形式的6组共计18个试件,开展偏心距分别为0、50 mm和100 mm的偏压性能试验,分析偏心距、轴向压力以及截面形式对节点半刚性特性的影响。结果表明:节点处发生核心区钢扣板局部屈曲、植筋屈服以及木材压裂等3种典型的破坏模式;偏心距大小对节点的破坏模式有影响,且与节点的初始转动刚度成反比;相同偏心距下,矩形截面试件节点的受弯承载力大于方形截面试件,但其转动延性不如后者;偏心距越小,轴力对节点初始转动刚度的增大效果越明显,初始转动刚度越大。根据试验得到的节点弯距-转角曲线,引入初始刚度系数、压力影响系数以及曲率形状系数,利用幂函数改进模型拟合得到了节点的半刚性弯矩-转角模型。对一单层半刚性节点球面木网壳进行整体荷载-位移全过程分析,发现其承载力远大于节点按铰接考虑的情况,且其跨中荷载-位移的全过程曲线发展趋势更加接近于节点刚接的网壳,整个结构具有良好的承载能力及延性。     

门式刚架含缺陷外伸式端板梁柱节点有限元分析与试验研究

对1个符合规范要求(无缺陷)和3个不符合规范要求(含缺陷)的门式刚架外伸式端板连接节点进行了承载力试验及相应的有限元分析,以了解实际工程中存在的含缺陷节点的力学性能,并对该类节点在正负弯矩作用下的性能进行了有限元分析。研究结果表明:在节点域屈曲起控制的节点中,节点域设置加劲肋对提高节点的承载力作用相当显著;相对于梁端板和柱翼缘同时加厚的无缺陷节点,含缺陷节点的极限承载力基本接近,但其弹性抗弯能力下降、初始转动刚度有所下降,其性能分析适合采用半刚性理论。所采用的有限元分析方法结果可靠,可为含缺陷节点的门式刚架结构的整体受力分析或后续加固提供依据。     

半刚性端板节点在循环荷载作用下的非线性有限元分析

运用有限元数值分析软件ABAQUS建立半刚性端板节点模型,对其在循环荷载作用下进行非线性有限元分析,并与相应的试验结果进行了比较验证.结果表明:用ABAQUS建立的有限元模型能够准确地模拟端板节点在循环荷载作用下的整体受力性能,为进一步运用该模型对各种不同形式和构造的端板节点进行全面的有限元非线性参数分析计算提供了正确依据.并分析得出了端板厚度、螺栓直径、螺栓布置、端板加劲肋等因素对端板节点承载力、极限转动能力、耗能能力和延性的影响特性,为半刚性端板节点的抗震设计提供了参考依据.