半刚性节点钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构滞回性能分析

钢筋混凝土内填墙弥补了钢框架侧向刚度不足的缺点,为钢框架采用相对经济的半刚性节点提供了可能。为了研究半刚性节点钢框架内填钢筋混凝土剪力墙结构的滞回性能,在一榀循环加载模型试验的基础上,建立了非线性有限元模型,并验证了模型的有效性。考虑影响结构滞回性能的6个主要因素:节点刚度、剪力墙厚度、栓钉的设置、剪力墙的配筋、竖向荷载及混凝土强度等级,进行了6个系列22个有限元模型的变参数分析。结果表明:降低节点刚度有利于提高结构的延性和耗能能力;增加内填墙的厚度可提高结构的初始刚度和承载力;增加水平向栓钉的数量,采用普通混凝土以及合理设置暗柱、暗梁,能够有效地提高结构的整体性能,在此基础上提出了相关的抗震设计建议。     

钢框架梁柱刚性节点连接抗震研究

由于钢框架结构具有自重轻、延性好、综合抗震性能好等特点,随着钢结构技术的发展,近些年钢框架结构在我国建筑工程中得到越来越广泛的应用.但在国外多次地震灾害中发现,众多建筑物的梁柱连接发生了脆性破坏.本文将通过抗震规范和相关资料,并结合自身的设计经验,研究分析钢框架结构梁柱节点的连接形式以及其抗震性能.     

T型钢连接钢框架节点半刚性性能分析

利用有限元分析软件ANSYS对节点进行建模,分析结构在承受竖向荷载下的刚度、变形、承载力、破坏形式等特征,总结了对T型钢连接构造的一些建议,并通过模拟分析及试验对比,得出了一些有益的试验结论。     

刚性钢框架异型节点性能及设计方法

为研究大型火电厂主厂房钢框架异型节点的受力性能,以轴压比及柱两侧梁截面高度比为设计参数,制作了6个缩尺比为1:4的异型节点试件,对其进行了低周反复加载试验。基于试件破坏规律分析了影响节点域承载能力的主要因素,通过对节点域进行分区并依据力学原理推导了该类型节点域的设计计算公式,将计算结果与试验结果进行比较,两者差值在18%左右,表明论文所提出的刚性钢框架异型节点域的设计方法是可行的,对节点域的设计计算有助于保证强节点要求。     

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。     

节点柔度对半刚性连接钢框架动力性能影响研究

采用ANSYS进行数值模拟分析,建立了具有不同节点初始刚度的多层钢框架及相应刚性连接框架的计算模型,分析了节点刚度对结构自振频率的影响。进一步对结构进行了时程分析,研究了在地震波激励下结构顶点位移和柱底剪力随节点刚度的变化规律。     

钢框架梁柱组合节点滞回性能有限元分析

钢框架组合节点考虑楼板组合效应后,其承载能力大幅提高,节点区刚度相应增大,可能对抗震造成不利影响。采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性精细有限元模型,并对单元选取,螺栓受力行为和材料的应力应变关系及损伤模型的确定进行详细说明。结合国内外已有的钢框架组合梁节点拟静力试验,验证了非线性有限元模型的正确性和适用性。试验和有限元分析结果均表明:考虑楼板的组合效应之后,该类型节点的刚度和承载力均有较大幅度提高,承载力提高幅度约为26%,节点区弹性刚度提高了30%左右;在静力往复荷载作用下,该类型节点的滞回曲线较为饱满,耗能能力强,具有良好的抗震性能。     

刚性钢框架异型节点的研究现状

根据已有的异型节点研究资料,从受力性能、破坏状况及影响因素、抗剪承载力和节点域的设计方法介绍和分析了钢框架梁柱异型节点的研究现状,进而指出了目前研究中的不足,以供参考。     

钢框架肋板加强型节点的滞回性能研究

运用有限元软件ABAQUS 6.14-1首先对已有节点试验试件的滞回性能进行模拟,验证了有限元建模方法的正确性后,对外侧双肋板加强型、内侧双肋板加强型及外侧单肋板加强型节点进行滞回行为对比分析,然后对单肋板加强型节点进行系列参数分析,考虑的参数包括肋板长度a、肋板高度b和肋板厚度t。结果表明:内侧双肋板加强型节点并不适用于工字形柱强轴连接,其梁翼缘焊缝处有明显的应力集中,而外侧双肋板加强和单肋板加强型节点的受力性能相当;各参数对单肋板加强型节点的承载能力基本没有影响;随着参数b和t的增大,梁上、下翼缘焊缝处的Mises应力逐渐降低,肋板长度a主要影响塑性铰的位置;建议a=(1/2～3/4)h_b,b≥h_b/3,t≥2t_(bw),两短边a′=0.2a,b′=0.2b,其中,h_b为梁截面高度,t_(bw)为梁腹板厚度,最后给出了单肋板加强型节点的设计方法。     

半刚性节点无支撑钢框架地震易损性分析研究

采用顶点最大位移角、位移延性比作为结构性能参数,峰值加速度作为地震动强度参数,以6层无支撑钢框架结构为研究对象,分别随机生成100个刚节点和半刚节点的结构-地震动样本,采用有限元软件SAP 2000对其一一进行非线性动力弹塑性时程分析。研究结果表明:半刚性节点使最大层间位移角上移,薄弱层位置会发生变化;半刚性节点的转动变形消耗地震能量,可以显著降低结构的易损性;拉丁超立方随机抽样可以有效考虑地震动和结构随机性,有利于钢框架结构地震易损性的评估。     

后张节点钢框架抗震性能研究

梁柱节点的连接性能直接影响钢框架结构在荷载作用尤其是动力荷载作用下的整体行为。后张抗震梁柱节点是一种新型梁柱连接形式。利用转动弹簧模拟后张节点、LINK10单元模拟钢绞线,在有限元软件ANSYS的基础上对后张节点框架进行了动力时程分析,得到了结构在地震作用下的各种响应。通过对顶层位移、底部剪力、层间位移等参数的比较,从强度和变形两个方面检验了后张抗震节点对框架结构抗震性能的影响,说明后张框架在满足变形要求的基础上,能够减少框架内力,使结构及构件趋于安全,具有良好的抗震能力。     

T形钢连接梁柱半刚性节点滞回性能试验研究及数值分析

为研究T形钢连接梁柱半刚性节点的滞回性能,对6个T形钢连接梁柱半刚性节点试件进行拟静力试验。分析梁高、螺栓直径、T形连接件尺寸、螺栓个数以及柱截面面积等参数对节点的受力过程、破坏模式、滞回性能、延性性能的影响。利用有限元软件ABAQUS对试验过程进行分析,将分析结果和试验结果进行对比并分析了误差产生的原因。研究结果表明:T形钢连接梁柱节点变形性能良好,节点的极限转角均超过0.03 rad,是典型的半刚性连接节点;节点延性性能良好,各节点位移延性系数均大于3;各试件的滞回曲线在加载后期呈Z形,节点耗能系数较小(与端板连接半刚性节点相比);T形连接件尺寸和连接柱及T形件的螺栓个数是影响节点初始刚度、承载力和变形能力的主要因素,梁高对节点性能的影响次之;有限元分析结果与试验结果基本吻合;采用考虑材料循环塑性特征的有限元分析模型可以很好地预测节点在循环荷载作用下的受力性能。     

钢框架梁柱高强螺栓连接节点的滞回性能

通过对钢框架梁柱高强螺栓连接节点在循环荷载作用下的拟静力试验,分析了各类连接的刚度、承载能力、延性系数和能量耗散机制,并讨论了剖分T型钢连接、顶底角钢腹板双角钢连接和顶底角钢连接的差别。试验结果表明,T型钢翼缘厚度是影响剖分T型钢连接节点性能的主要因素;在计算顶底角钢腹板双角钢连接的连接刚度和抗弯承载力时,应考虑双腹板角钢的影响。     

钢框架刚性节点脆性断裂性能研究

以直接扩翼型、侧板加强型、翼缘板加强型、盖板加强型、狗骨削弱型和普通节点作为研究对象,对比分析6种钢结构典型刚性节点发生脆性断裂的可能性。研究采用ANSYS非线性有限元方法建模,以等效塑性应变指数(PI)和开裂指数(RI)作为断裂性能的判断指标,通过对比各类型节点的应力分布,分析3条指定路径和4个关键点的开裂指标,综合研究6种典型刚性节点的断裂性能,给出各类节点发生脆性断裂的关键位置,并得到翼缘板加强型节点防脆断能优于其他类型节点的结论。     

不同构造形式延性节点的钢框架损伤退化滞回性能有限元分析

针对空间钢框架在低周反复荷载作用下的滞回性能、破坏机理和损伤退化性能等进行了有限元分析。研究结果表明:加腋型节点钢框架可以有效降低梁柱翼缘连接焊缝处应力,与其他构造形式节点相比,其耗能能力较强;翼缘板加强型节点可使梁柱翼缘焊缝处应力降低约20%。不同构造形式节点钢框架在低周反复荷载作用下承载力化正负向退化不一致;刚度退化曲线差别很小,钢框架节点形式的构造差异对其刚度退化曲线影响不显著。     

某办公楼加固改造钢框架节点浅析

通过对某办公楼加固改造工程的实例分析,研究并探讨了钢框架结构梁柱刚性节点的连接形式以及其抗震性能,指出节点应按"强柱弱梁""强连接弱构件"进行设计计算,从而增强结构的延性。     

半刚性钢框架抗震性能研究

通过对Kishi-Chen幂函数模型的理论分析,并结合规范,提出了改善双腹板顶底角钢连接形式钢框架抗震性能的方法。并利用ANSYS对此进行了验证,为半刚性连接钢框架的设计提供参考。     

刚性连接钢框架-内填剪力墙结构滞回性能试验研究

为研究钢框架-钢筋混凝土剪力墙结构（SRCW）的抗震性能,以一榀1：3比例的两层刚性连接钢框架-内填钢筋混凝土墙试件为研究对象,进行水平荷载下的滞回性能试验。根据试验结果分析了剪力墙的裂缝开展过程和破坏模式、结构抗侧刚度的变化、结构的延性等整体性能;钢框架柱的受力及变形、中梁受力及传力、剪力墙变形、剪力钉变形特性等局部性能。结果表明：结构具有较高的强度储备;良好的延性和耗能能力;试件的破坏模式为两柱脚形成塑性铰,一层剪力墙两底角部混凝土的压碎,一层剪力墙正好在暗梁上方形成水平裂缝,显示出明显的弯曲破坏模式。试验研究结果为研究SRCW结构的破坏机理、指导工程设计提供了合理的理论依据。     

国外对半刚性节点约束滞回关系的研究

本文综合了国外近几年来有关钢结构梁柱半刚性连接的研究成果,列出了各种主要半刚性节点形式的约束关系和滞回关系,供我国设计、研究者参考。