方钢管柱-H型钢梁隔板贯通节点抗剪性能试验研究

为研究隔板与核心区钢管翼缘组成的钢框架对方钢管柱-H型钢梁隔板贯通节点抗剪承载力的影响,设计3个足尺十字形方钢管柱-H型钢梁隔板贯通节点并对其进行低周反复荷载试验,变化参数为节点核心区钢管翼缘厚度。试验结果表明,钢框架体系对节点抗剪承载力的影响有限。     

方钢管柱-H形钢梁隔板贯通节点核心区弹性刚度计算方法研究

对方钢管柱-H形钢梁隔板贯通节点梁端承受弯矩时的核心区弹性刚度进行研究,分析核心区的变形机制,在合理假定的基础上,进行理论推导,提出以剪切变形为核心区主要变形机制的隔板贯通节点核心区弹性刚度计算式。基于经试验验证的有限元模型,对隔板贯通节点进行参数化分析,将计算所得理论值与有限元结果进行对比,两者吻合良好,表明所提出的计算式能够准确地计算隔板贯通节点核心区弹性刚度。     

折线隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点破坏机理分析

对隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点试件进行了循环加载试验,并进行基于结构钢椭球面断裂模型及耦联的屈服模型和轻骨料混凝土二次曲面通用破坏面模型的数值模拟和破坏机理分析.数值分析结果表明:基本型异型节点梁翼缘对接焊缝侧边应力集中严重,断裂风险大;贯通隔板折线加强构造降低了梁翼缘对接焊缝处的应力集中程度和断裂风险,使屈服区形成于远离节点区的隔板折线加强段内;节点域内轻骨料混凝土的应力场未达到通用破坏面模型计算的强度值,未发生压碎、拉裂或滑移破坏.     

方钢管-H型钢梁隔板贯通节点核心区抗震性能研究

对3个十字形隔板贯通节点进行柱顶恒定轴力和梁端横向往复荷载作用下的试验.3个足尺试件设计变化的参数为隔板厚度和核心区柱壁厚度.基于试验结果,采用有限元软件ABAQUS对试件进行非线性分析和计算,得到梁端荷载-位移滞回曲线并与试验进行对比,且利用有限元软件对试验过程应力分布进行分析.试验结果及有限元分析表明:对于隔板贯通节点,其隔板的厚度以及核心区柱壁的厚度对核心区的承载力有重要影响;梁端塑性铰破坏模式与核心区凹曲剪切破坏模式下,试件的滞回曲线均饱满而稳定,且耗能能力均能满足要求;核心区在受剪破坏模式下,其承载力和性能基本上只与核心区柱腹板和隔板厚度有关,而与核心区柱翼缘厚度无关.     

方钢管柱-H型钢梁节点抗震性能数值分析

为研究单向螺栓连接的冷弯方钢管柱-H型钢梁节点的抗震性能,采用ABAQUS对柱壁厚度、端板厚度、加劲肋厚度进行参数化分析,得到节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数和节点刚度退化曲线。研究结果表明,这类节点延性较好;增加柱壁厚度、端板厚度可提升节点承载力;增加加劲肋厚度,对提升承载力作用微小;并给出节点的设计建议。     

外套筒钢管柱-H型钢梁节点研究分析

在钢结构框架结构中,常用的柱子截面形式分别有如下几种:钢管混凝土柱子,箱型柱,圆管柱及H型钢柱,在实际施工中我们常用H型钢作为框架梁。竖向受力构件常常采用H型钢作为竖向受力构件,而在日本,美国等国家钢结构发展的比较成熟。框架结构钢结构住宅多柱子截面多采用箱型和圆形。其中圆形截面是运用最多的一中截面柱,同其余截面相比具有非常多的优势,圆形截面属于多轴对称,通过圆心的轴线上各方向的惯性矩均相同,两个方向的截面模量均很大,且在制作和安装上都有明显的优势,节省钢材和方便施工等优点。本文针对新型钢柱——H型钢梁节点进行有限元建模分析,对这种新式节点进行建模分析研究和分析,通过改变外套筒的几何尺寸——考察不同套筒厚度下节点的抗震性能及力学性能的不同,从而得出合理套筒尺寸。并对各因素对节点性能的作用机制和影响范围进行讨论。     

影响方管柱-H型钢梁隔板贯通式节点承载力的参数分析

钢管柱梁隔板贯通式节点是在多高层钢结构建筑领域推出的新型连接节点并已经在实际工程中有所应用.但由于该节点设计并不能完全符合现行我国有关规范的要求,为了保证结构设计上的安全可靠,有必要对其抗震性能进行试验研究和理论分析.本文应用ANSYS有限元软件对影响隔板贯通式节点承载力的因素行参数分析.分析中采用水平位移荷载和竖向荷载共同加载的方式,主要通过对比不同参数的节点单调加载曲线来考察各参数的作用.     

方钢管柱隔板贯通节点抗剪强度研究

结合低周反复荷载试验和有限元模拟,考察了T字形和十字形方钢管柱隔板贯通节点的抗剪强度。通过对节点破坏形式、滞回曲线和骨架曲线等结果的分析,发现T字形隔板贯通节点发生了节点核心区剪切破坏,十字形隔板贯通节点发生了梁端塑性铰破坏。依据《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)对隔板贯通节点核心区的抗剪强度进行验算的结果表明,对于十字形隔板贯通节点的抗剪强度,规范公式计算结果可行;而对于T字形隔板贯通节点的抗剪强度,规范公式计算结果偏于不安全。     

方管柱-H型钢梁隔板贯通式节点抗震性能的研究

方管柱和H型钢梁采用隔板贯通式连接而成的钢框架成为多高层建筑的结构体系的一种良好的选择,在我国还没有设计准则可循。为了促进方管柱-H型钢梁隔板贯通式节点的应用,在试验数据的基础上对其进行了有限元数值分析,对比隔板贯通节点与柱贯通节点的异同点,并分析了隔板挑出长度和轴压比对节点承载力的影响,提出改进方向。     

折线隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点抗震性能试验研究

通过对折线加强隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点和基本型异型节点试件进行低周往复加载试验,研究了隔板折线加强构造对节点破坏形态、承载力、塑性转角、滞回性能、骨架曲线、刚度退化和耗能等的影响。试验结果表明：基本型异型节点在刚度较大、几何尺寸变化较大的大截面梁翼缘对接焊缝侧边开裂,节点的塑性转角约为0.028 rad;隔板折线加强异型节点的主要破坏模式为隔板折线加强区形成塑性铰及延性拉断、梁腹板焊接孔开裂及梁翼缘对接焊缝断裂,其塑性转角可达0.034~0.057 rad,承载力和耗能能力较基本型异型节点分别提高16.5%~47.0%和21.2%~144.0%;隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点中,大截面梁先于小截面梁破坏,柱壁板间焊缝未发生撕裂破坏,轻骨料混凝土未发生压碎、拉裂、剥离或滑移破坏,节点的抗震性能主要受钢梁和隔板间焊缝破坏（而非轻骨料混凝土）的影响。     

圆弧扩大头隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点抗震性能试验研究

对5个圆弧扩大头隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点和1个基本型异型节点进行低周往复循环加载试验,研究圆弧扩大头构造对隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点在强震时的破坏模式、承载力、塑性转角、滞回性能、骨架曲线、刚度退化和耗能性能等抗震性能的影响规律。试验结果显示,基本型异型节点在刚度较大、几何变化剧烈(应力集中严重)的大截面梁翼缘对接焊缝侧边开裂,节点的塑性转角约为0.015rad,达不到FEMA要求的0.03rad。圆弧扩大头异型节点在隔板圆弧扩大区形成塑性铰,节点的塑性转角达到0.033~0.044rad,承载力和耗能性能较基本型异型节点分别提高41.7%~53%和173%~500%。隔板圆弧扩大区屈曲、对接焊缝延性拉断、贯通式隔板与柱壁板间焊缝剪切破坏、梁腹板焊接孔开裂是圆弧扩大头异型节点的主要破坏模式。隔板圆弧扩大头构造和梁翼缘对接焊缝移至远离节点区的措施,缓和了节点区焊缝过于密集和焊接热影响区的交叉影响,规避了梁翼缘对接焊缝处的几何突变(应力集中)和过早脆断。此次试验的隔板贯通式箱形柱-H型钢梁异型节点,大截面梁均先于小截面梁断裂,且均未出现以往内隔板式节点试验中常见的柱壁板间焊缝撕裂现象。     

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。     

方钢管混凝土柱-H形钢梁不同构造隔板贯通节点力学性能研究

为研究具有不同连接形式、隔板厚度和外伸长度的隔板贯通节点的力学性能,使用ABAQUS对不同构造节点进行数值模拟研究。基于试验结果验证了建模方法的准确性,并分别建立了全焊接、腹板栓接-翼缘焊接、下栓上焊、全螺栓四种连接形式的隔板贯通节点模型,对比了不同连接形式节点的力学性能,对产生差异的原因进行了机理分析。并进一步针对下栓上焊连接形式节点的隔板厚度、外伸长度对力学性能的影响进行了参数化分析。研究发现,具有翼缘螺栓连接形式的节点承载力更高且塑性铰远离节点核心区,基于此且考虑到施工因素,认为下栓上焊的连接形式具有显著优势;隔板过薄或隔板外伸长度过长均会降低该种节点的承载力和延性,隔板也会发生明显变形导致在核心区形成塑性铰,劣化节点受力性能。推荐工程中采用的隔板厚度宜比钢梁翼缘厚度厚3mm左右,隔板外伸长度宜控制在50~75mm。     

节点域柱壁加强型方钢管柱-H型钢梁节点抗震性能试验研究

对节点区附近的钢管柱壁进行加厚,设计了一种无横向加劲肋的节点域柱壁加强型方钢管柱-H型钢梁节点.通过5个节点试件的低周反复加载试验,研究了轴压比、节点区柱宽厚比和有无竖向加劲肋对节点试件抗震性能的影响.结果 表明:各试件的滞回曲线形状较为饱满,刚度退化较为平缓,位移延性系数在3.0～4.1之间,等效黏滞阻尼系数在0.27～0.31之间,节点具有较好的塑性变形能力和抗震性能.随着轴压比的增大,节点的承载能力、延性和耗能能力均有所减小;随着节点区柱宽厚比的减小,节点的承载能力、延性和耗能能力均有所提高;节点区柱内设置竖向加劲肋,节点的承载能力显著提高,但延性和耗能能力相对较低.     

影响方钢管柱-H型钢梁不等高梁节点域性能的参数分析

为探究影响方钢管柱-H型钢梁外加强环式不等高梁节点域力学性能的参数,以梁高比、柱宽厚比、轴压比、梁翼缘宽厚比、梁柱宽厚比和节点域高宽比为分析参数,采用有限元分析软件ABAQUS,在对比已有试验结果验证有限元模型可靠性的前提下,对节点模型进行了单向位移加载下非线性数值模拟分析。研究结果表明:柱宽厚比对不等高梁节点域剪切初始刚度有明显影响;梁高比、柱宽厚比和梁翼缘宽厚比对节点域的变形能力有一定影响;梁高比和柱宽厚比对不等高梁节点域的剪切承载力影响较大。     

H形钢梁与钢管柱隔板贯通式连接节点抗震性能试验

针对隔板贯通式柱梁连接节点进行了滞回性能试验。试验考察参数有方钢管与圆钢管、隔板贯通形式与内隔板形式、隔板挑出长度、柱上有无轴力等,并对隔板贯通式节点的构造进行了探讨。研究表明,这类节点可以满足现行抗震设计规范的相关要求。     

方钢管柱-H型钢梁T形件单向螺栓连接节点性能研究

研究了在循环荷载作用下,一种新型的方钢管柱-H型钢梁T形件单向螺栓连接节点的破坏模式,以及构件对节点性能的影响。建立了节点的三维非线性有限元模型,以全尺寸梁柱连接节点拟静力试验数据进行了验证。通过参数分析,探讨了柱壁厚度、梁翼缘厚度和腹板削弱程度对新型节点的滞回曲线、骨架曲线、耗能等性能指标的影响。结果表明:循环荷载作用下新型节点滞回曲线呈"梭形"且较饱满,不同参数的节点均具有良好的耗能能力。通过增加柱壁厚度,节点的极限承载力和初始转动刚度增加。但柱壁厚度超过14mm时,单向螺栓和T形件成为节点失效的控制因素;梁不是这种新型节点的薄弱部位,对梁翼缘和腹板进行合理开孔削弱,节点的滞回性能、极限承载、刚度和耗能能力均无显著降低。     

隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点强震灾变机理分析

对隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点试验试件进行了数值模拟分析,对比研究了折线扩大头隔板贯通箱形柱-翼缘削弱箱形梁与H形钢梁异型节点和基本型异型节点在强震下的破坏模式、断裂风险区、节点区应变演化规律.结果表明,贯通隔板折线扩大头区形成塑性铰,节点域应变集中在上核心区.     

方钢管柱-焊接工字形钢梁钢框架隔板贯通式节点滞回性能试验研究

针对贯通隔板相关参数对方钢管柱-焊接工字形钢梁钢框架节点抗震性能的影响,设计了4个隔板贯通式节点试件,对其进行了低周反复循环荷载作用下滞回性能的试验研究。试验表明,该类型节点具有较好的延性和承载力,强度退化和刚度退化稳定。隔板的厚度对节点承载力有明显影响,厚度越大,承载力越高;在一定范围内,隔板的平面尺寸越大,越能将应力有效分散到更大区域,对承载力有一定贡献。     

方钢管柱-H型钢梁T形件单向螺栓连接节点性能研究

研究了在循环荷载作用下,一种新型的方钢管柱-H型钢梁T形件单向螺栓连接节点的破坏模式,以及构件对节点性能的影响.建立了节点的三维非线性有限元模型,以全尺寸梁柱连接节点拟静力试验数据进行了验证.通过参数分析,探讨了柱壁厚度、梁翼缘厚度和腹板削弱程度对新型节点的滞回曲线、骨架曲线、耗能等性能指标的影响.结果 表明:循环荷载...