外露式钢柱脚节点抗震性能试验研究

为了研究外露式钢柱脚节点抗震性能和提高外露式柱脚抗震设计的可靠性,本文针对外露式柱脚连接节点的抗震性能进行了试验研究,将两组不同的柱脚试件在循环反复荷载作用下的整体响应和各组成单元的局部响应情况进行对比。根据试验结果,分析柱脚节点在地震作用下的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、延性及耗能指标。试验结果表明:两个试件的初始刚度基本接近,但是无翼缘支撑板的柱脚刚度退化要明显快于有翼缘支撑板的柱脚;有翼缘支撑板的柱脚的延性系数比无翼缘支撑板的柱脚提高约28.7%,而耗能系数提高约10.1%;翼缘支撑板可以提高柱脚的连接强度和承载能力,使得节点区域各构件的协同作用加强;柱脚区域的力学特性表明其破坏形式为半刚性特性且在柱根部出现塑性铰。     

外露式钢框架柱脚抗震性能试验研究

为提高外露式柱脚抗震设计的可靠性,通过缩比试验研究两组不同柱脚试件在循环往复荷载作用下的整体响应和各组成单元的局部响应情况,并根据试验结果,分析柱脚在地震作用下的耗能特性、屈服机制、滞回性能、延性及刚度特性,给出抗震设计建议.     

钢结构工程中的箱形柱柱脚设计

柱脚设计一直是钢结构节点设计中的关键之一。结合西安市广电世纪园剧场钢结构工程,通过对外露式刚接柱脚的设计,阐明了该类型刚接柱脚的理论计算方法,并对外露式刚接柱脚在大型公共建筑设计中的应用注意事项进行了探讨,建议采用埋入式柱脚。     

钢结构外露式刚接柱脚锚栓设计与计算

钢结构外露式刚接柱脚主要有：平板柱脚、靴梁式柱脚;其设计与计算主要包括：柱脚锚栓计算、柱脚底板几何尺寸的确定、靴梁几何尺寸的确定、靴梁抗剪计算。本文以某设计项目为例,对钢结构外露式刚接柱脚进行锚栓设计与计算,可供类似工程的设计参考。     

轴心受力外露式钢与混凝土组合柱脚设计

提出了一种新型柱脚形式——轴心受力外露式钢与混凝土组合柱脚,该柱脚通过在柱脚底板、钢柱底端和靴梁上焊接栓钉后再浇筑混凝土,从而实现柱脚底板、靴梁等钢部件与混凝土共同工作。提出了组合柱脚设计计算方法,给出了不同界面栓钉数目确定的方法及底板厚度设计公式,建议设计时栓钉按照组合结构构造要求进行布置。结合算例,分别设计了外露式纯钢柱脚和钢与混凝土组合柱脚,对两种柱脚用钢量进行对比分析,分析结果表明组合柱脚较纯钢柱脚用钢量可减小55%,同时该组合柱脚耐腐蚀性较好,可供大型钢结构柱脚设计时参考选用。     

钢结构外露式柱脚极限承载力计算方法探究

文中通过混凝土压弯构件的特性,分析了不同条件、不同工况下柱轴力的变化,并对柱脚极限承载力的影响分析,提出了更加准确安全的轴力选取方法,并针对适用外露式刚接柱脚的结构,给出了简化且安全的设计计算建议。     

外露式刚性柱脚节点受力性能的有限元模拟研究

在工程设计中,柱脚节点一般被视为"刚接"或"铰接"以简化设计过程,但事实上,柱脚节点往往介于两者之间,属于"半刚性"节点。刚性柱脚节点实际上具有有限的转动能力。本文针对外露式刚性柱脚节点,利用现有试验结果进行有限元模拟和校对,给出了可靠、适用的ABAQUS有限元建模和分析方法,并对四锚栓外露式刚性柱脚节点进行了有限元参数分析,得出影响柱脚节点受力性能的主要因素:底板厚度、锚栓直径、锚栓位置、轴压比。     

外露式钢柱脚抗震性能试验研究

为研究外露式钢柱脚的抗震性能,对其进行了水平往复加载试验。试验中以锚栓的材料、数量和排列方式以及柱脚承受轴力等为变化参数,分析了不同参数对柱脚抗震性能的影响,研究了柱脚的承载力、刚度、延性及耗能能力等。结果表明:当钢柱受轴拉力作用时,外露式柱脚底板与基础分离,两侧锚栓同时承受拉力和剪力,柱脚产生明显的滑移变形,当柱转角为2%时锚栓断裂,受弯承载力为相同轴压试件的17.7%。当钢柱受轴压力作用时,外露式柱脚产生转动变形,底板绕某一点转动,翘起处锚栓受拉,另一侧底板与混凝土基础接触产生压应力。采用热轧锚栓的外露式柱脚在大变形下表现出良好的耗能能力,而采用冷拔锚栓的外露式柱脚在柱转角为4%时破坏,转角延性系数降低了约60%。当轴压比为0.2时,在不同位置增加2个锚栓后,外露式钢柱脚受弯承载力较基本试件的分别提高了10%和16%,耗能能力分别提高了19%和9%。锚栓的布置方式对柱脚的初始刚度及耗能能力影响较大。     

轴压比对外露式柱脚的力学性能影响

钢结构外露式柱脚作为轻型钢结构中广泛应用的柱脚节点,其节点力学性能在整体结构性能当中起着关键性的作用。本文以IR Gomez所做的系列外露式柱脚抗弯试验数据为基础,对比了国内外外露式柱脚刚度的计算方法,探讨了各个计算方法的准确性。并采用ANSYS有限元程序建立有限元模型,在以试验结果校核有限元模型的基础上,以轴压比为参数变量,利用MATLAB结合ANSYS进行大量的调用循环计算,得到了轴压比对钢结构外露式柱脚的抗弯刚度及承载力的影响情况。     

外露式钢柱脚的设计方法

通过对外露式柱脚的受力分析,结合工程实例,对国内常用的锚栓计算方法进行比较,并对GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》中对于柱脚锚栓的规定进行论证,可供设计人员参考。