钢构架中H型钢梁柱刚性接头设计探讨

目前锅炉钢构架中梁柱的刚性连接形式大部分采用梁腹板以螺栓连接,梁翼缘板采用全焊透的形式与柱连接。以H型钢为研究对象,通过对这种传统的梁柱连接及其他四种不同的连接形式进行非线性有限元分析,提出新的梁柱刚性连接节点的设计思想,即在梁柱连接区梁端采取扩大翼缘板宽度,同时柱端增加加劲肋,避免在连接焊缝区域产生应力集中的现象,使因应力过大而产生的塑性铰远离连接区,提高节点的承载性能。     

钢结构房屋中框架梁柱刚性连接节点的设计

钢结构房屋中的梁柱刚性连接节点有全焊接刚性连接节点和栓焊刚性连接节点两种,地震区的刚性连接节点设计要满足多遇地震下弹性状态的承载力要求和罕遇地震下弹塑性状态的承载力和变形要求。大震下刚性连接节点的脆性破坏除了质量缺陷外,还有焊接工艺、焊接方法、节点形式和焊接材料等方面的原因。设计应选取合适的节点类型,严格控制不同部位的焊缝质量等级以保证焊接连接的质量。     

削切钢盖板梁柱接头设计与耐震行为

本研究的目的为提出新式的梁柱接头以避免在工地现场进行梁柱接头全渗透焊接,同时亦控制塑性变形发生在一简单、可修复的装置(削切盖板)而非钢梁。削切盖板(RFP)以焊接或栓接方式固定于钢管混凝土(CFT)柱,以螺栓或填角焊与梁翼板接合,四组全尺寸削切盖板梁柱接头试体试验结果显示:(1)削切盖板梁柱接头在反复载重作用下均可超越0.04弧度的位移角,而使梁的塑性弯矩强度得以发挥;(2)塑性变形发生在削切盖板而非钢梁上,进而避免钢梁的挫屈;(3)利用有限元素分析程序ABAQUS可预测试体接头的反复载重行为,并证明削切盖板梁柱接头的弹性挠曲劲度与盖板梁柱接头相似,满足刚性接头的劲度要求;(4)削切盖板的非弹性挫屈强度可藉由本研究提出的非线性回归分析模型预测。     

可修复的装配式钢框架梁柱节点非线性静力分析

提出了一种可修复的装配式钢框架梁柱节点,通过改变翼缘连接盖板的厚度、中间排螺栓间距等参数,将塑性铰转移到连接区,从而利用翼缘连接盖板的变形来消耗地震能量,确保梁柱等主要构件保持在弹性范围内不发生破坏,震后只需更换翼缘连接盖板即可实现节点的快速修复。利用ABAQUS有限元分析软件对5个节点进行了数值模拟研究,获得了节点的承载能力、破坏模式、构件应力等,着重分析了中间排螺栓间距、翼缘连接盖板厚度等参数对节点关键力学性能的影响规律。结果表明:通过合理设计翼缘连接盖板厚度、中间排螺栓间距等相关参数既可保证节点承载能力,又能确保梁柱等主要构件不发生破坏,以实现节点的震后快速修复。     

未补强焊接梁柱接头之应用于箱形柱

探讨钢结构特殊弯矩构架梁柱接头的耐震行为,梁柱接头采用未补强焊接梁柱接头,特点在于厚梁翼板、箱形柱断面、且焊接扇形孔采用美国AWS的建议,以盼能提供良好的韧性行为。以试验方法进行两组实尺寸试体的试验,梁柱子结构承受反复载重。试验结果显示,两组试体皆可达4%弧度层间变位角,梁发展塑性弯矩强度;破坏肇因于梁翼全渗透焊道裂缝造成的撕裂。研究成果提供预审合格梁柱接头更广泛的实务应用。     

钢构造梁扩翼接头之耐震行为

传统抗弯构架之梁柱接头梁腹板以螺栓接合而梁翼板以全渗透焊接于柱,在北岭及阪神地震的侵袭下,梁柱接头处发生严重脆性破坏。本研究针对钢梁连接H型钢柱之接头,以扩大接头处梁翼板宽度之改良方式,改善扇形开孔处与梁翼全渗透焊道之应力集中现象。藉由参数研究确立各设计参数,制作六组实尺寸试体进行试验。试验结果显示,扩翼式梁柱接头试体可降低梁柱接头处发生脆性破坏之可能,而皆可产生塑性铰,提供优良且稳定之弯矩强度及韧性能力。     

安装阻尼器的削弱型梁柱刚性连接节点抗震性能分析

介绍了一种在梁腹板及下翼缘开孔,并在翼缘开孔处安装摩擦阻尼器的新型节点。利用有限元软件ANSYS分析了铝合金滑动板与梁下翼缘之间的摩擦系数、开孔宽度、开孔距柱翼缘距离和开孔高度等参数变化对新型节点抗震性能的影响,并对各系列新型节点试件与传统节点试件的抗震性能进行了分析比较。分析结果表明:各系列新型节点试件与传统节点试件的滞回曲线都比较饱满,表现出了较好的滞回性能。但各系列新型节点试件的延性及耗能能力要远远优于传统节点试件,且各系列新型节点试件都能够迫使塑性铰远离节点区,而出现在开孔处。摩擦系数和开孔宽度会影响新型节点试件的承载力,而开孔宽度和开孔高度则会影响新型节点试件的延性及耗能能力。     

钢结构加腋型梁柱焊接节点抗震性能的探讨

介绍了钢结构加腋型梁柱焊接节点的结构、形状、主要参数与重要部件 ,并对其抗震性能进行了探讨。加腋型节点的塑性铰在远离柱翼缘面的梁上形成。与一般的梁柱节点相比 ,其韧性行为稳定 ,强度得到提高。与目前流行的削弱梁截面的改进型节点比较 ,加腋型梁柱焊接节点具有更大的塑性转角与更强的抗震性能     

高韧性钢骨梁柱接头

钢骨结构一向被认为具有良好的耐震韧性．因此广为使用于世界各地的建筑结构中,高层建筑更是大量采用钢骨结构。但美国北岭（Northridge）地震首次曝露钢骨建筑结构梁柱接头大量破坏之现象,引起各界震惊,甚至造成社会恐慌。日本阪神地震亦发现大量钢骨梁柱接头脆性断裂。由实际发生之地震显示,梁柱接头无论是采用工地焊接或是于工厂内焊接均无法保证其梁端之塑性转角能达到结构抗震之需求,且美式之腹板栓接－翼板焊接之梁柱接头,或日式之工厂焊接－工地栓接之托梁式设计皆已不符现行设计法规之规定。本文除介绍钢骨梁柱接头断裂之原因外．并说明高韧性钢骨梁柱接头的设计原理,此种高韧性接头不仅设计简单施工容易且造价低廉,而其塑性转角更可达4％以上,有助于确保钢骨结构的耐震韧性。     

框架结构梁柱接头质量通病的防治措施

结合工程实例，对粱柱接头质量通病的类型以及产生原因做了分析，提出了保证粱柱接头质量，消除通病的措施，以解决框架结构粱柱接头的质量通病，从而保证整体钢筋混凝土框架结构的质量。     

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。     

轻型门式刚架梁柱连接如何设计成刚性节点

CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的诸多规定,是以梁和柱刚性连接为基础的。但规程内容对此缺少明确指示,以致有些设计的连接节点刚度不足,从而使结构的可靠度下降。同时,近年来的研究工作表明,规程所推荐的端板螺栓连接必须采取有效措施才能满足刚性节点的要求。在实际工作中,必须有适当的准则来衡量节点转动刚度是否合格。采用欧盟设计规范EC3规定的准则,结合算例进行分析,表明加厚节点域腹板、设置斜加劲肋和增大端板厚度都可以实现刚性节点。另一方面,采用上翼缘拼接板比CECS 102∶2002推荐的构造方案更为有效。最后提出设计建议供修订CECS 102∶2002规程参考。     

带悬臂梁段拼接的梁柱连接节点试验分析

通过对两个带悬臂梁段拼接的梁柱连接试件的设计和循环加载试验结果的对比分析 ,指出可以利用接触面的滑移和螺栓与孔壁的挤压来消耗能量 ,减少地震作用向梁柱焊缝的输入 ,提高连接的抗震性能。最后 ,根据分析结果提出了设计建议。     

狗骨式节点梁翼缘削弱深度的取值研究

狗骨式节点能有效地将塑性铰从节点区域外移到梁上,增加节点延性,地震时起到保险丝的作用.理论分析表明,狗骨式节点梁翼缘削弱深度对狗骨式节点强度、延性及承载力都有明显影响.削弱深度过小不能有效地使塑性铰外移,削弱深度过大对结构承载力将产生不利影响.因此当削弱深度取值在合理范围内,才能有效改善节点抗震性能,提高钢框架节点的抗震能力.     

狗骨式节点梁翼缘削弱深度的取值研究

狗骨式节点能有效地将塑性铰从节点区域外移到梁上,增加节点延性,地震时起到保险丝的作用。理论分析表明,狗骨式节点梁翼缘削弱深度对狗骨式节点强度、延性及承载力都有明显影响。削弱深度过小不能有效地使塑性铰外移,削弱深度过大对结构承载力将产生不利影响。因此当削弱深度取值在合理范围内,才能有效改善节点抗震性能,提高钢框架节点的抗震能力。     

住宅钢结构梁翼缘材料削弱型节点的有限元分析

提出一种利用低屈强比钢实现住宅钢结构节点梁翼缘削弱的新方法。采用非线性静动态有限元方法,分析和比较梁翼缘材料削弱前后节点的极限承载能力和滞回性能,研究梁翼缘削弱位置和削弱长度等对节点承载能力、塑性铰发生位置、节点抗震性能等的影响。分析表明:梁翼缘材料削弱会造成节点承载能力小幅度降低,并使节点局部应力重分布,实现塑性铰外移;梁翼缘削弱后,节点的滞回曲线更为饱满,节点耗能性能和延性性能增强;梁翼缘削弱位置和削弱长度的变化对节点承载能力和抗震性能都有一定影响,需要对削弱参数进行综合考虑。     

栓焊刚性节点先拧后焊施工性能的试验研究

本文研究了焊接对栓焊混用节点连接性能的影响!通过依靠摩擦传递外力板的有限元分析,得出 了焊接作用下栓焊节点域的应力分布。并通过试验测定了焊接时节点域的温度分布,高强度螺栓预拉力变 化和节点板的收缩变形。最后即对高强度螺栓预拉力影响问题提出了施工建议。     

多高层钢框架结构连接节点抗震设计相关问题探讨

对钢结构节点抗震设计的全过程进行总结和说明。首先,结合2010版抗震规范,阐明多高层钢框架结构连接节点抗震设计的重要性,对弹性设计法和塑性设计法的节点抗震二次设计法进行理论和例证分析;其次,列举常用的梁柱节点抗震构造做法,对比分析其优缺点,为工程设计提供有益建议;最后,提出梁与梁拼接节点和柱与柱拼接节点在塑性铰区域外可不进行塑性设计的思想。     

圆钢管混凝土梁柱节点有限元分析

本文用有限元软件Ansys对圆钢管混凝土柱—钢梁节点局部模型进行非线性分析,讨论了节点的应力传递机理,梁翼缘及钢管壁变形规律。