端板连接半刚性节点对多层钢框架设计的影响

我国目前将端板连接按刚性节点进行设计,主要用在单层门式刚架结构中,对多层钢框架由于缺乏计算理论和方法,与实际情况相差很大,特别是对抗震性能的影响很大.针对端板连接节点,采用有限元分析的方法,利用试验和有限元计算得到的节点刚度转角曲线,将半刚性端板连接节点视为弹簧单元,通过通用有限元软件Ansys建立有限元模型进行计算分析.对比了将端板连接视为刚性和半刚性两种情况下钢框架的内力和变形,在钢框架分析和设计中,应考虑半刚性节点的影响.并给出一些在设计时考虑节点刚度的建议,希望能够对实际工程设计有所助益.     

端板连接半刚性钢框架节点抗震性能分析

半刚性节点具有较好的抗震性能,能很好地解决刚性连接节点延性不好、容易发生脆性破坏的问题.本文利用大型有限元软件ANSYS分析了外伸端板连接、平齐端板连接与刚性连接节点抗震性能的不同,并与单调荷载下静力性能相对比,研究了节点承载力、应力变形特性、延性及耗能性能,通过结果分析,指出了合理的外伸端板半刚性连接可以用于抗震设计...     

不同排列伸展螺栓端板半刚性节点的三维非线性分析

对钢结构中不同排列的伸展螺栓端板这种半刚性连接节点采用非线性有限元分析 ,对连接中的主要构件 :端板、高强螺栓、梁翼缘、柱翼缘以及连接接触进行三维非线性有限元精细模拟 ,针对不同的尺寸和截面进行比较分析 ,探讨了螺栓端板半刚性连接的受力性能     

方钢管混凝土柱穿芯螺栓端板节点性能的非线性有限元分析

用ANSYS有限元程序对方钢管混凝土柱一钢梁穿芯螺栓端板半刚性节点的非线性性能进行了理论分析,并将计算结果与试验结果进行了比较,两者吻合较好。通过对6个系列共13个方钢管混凝土柱一钢梁穿芯螺栓端板连接试件的非线性有限元分析,重点探讨了连接的各类组件对节点力学性能的影响。结果表明：端板加劲肋和高强螺栓预应力对节点力学性能有较明显的影响,端板厚度和轴压比对节点力学性能有一定的影响,螺栓直径及排列间距对节点力学性能的影响较小。     

半刚性端板连接节点性能的非线性有限元分析

采用三维接触单元来模拟端板与柱翼缘的接触面,预应力单元来模拟螺栓的预拉力,对半刚性端板连接节点性能进行了非线性有限元分析。计算结果的比较分析表明,节点域加劲肋、端板加劲肋、端板厚度、螺栓预拉力、应力集中等因素对半刚性端板连接节点域的受力性能均有较大影响。建议在设计中采取相应构造措施,考虑端板节点半刚性的不利影响。     

半刚性钢框架梁柱弱轴端板连接的试验研究和有限元分析

空间钢框架结构的高等分析必须考虑梁柱弱轴连接的抗弯性能。为研究钢框架梁柱节点弱轴端板连接的性能,进行2个边柱弱轴端板连接试件和2个中柱弱轴端板连接试件的单调加载试验,并建立有限元分析模型。为与试验结果对比,有限元分析采用的构件几何尺寸、材料特性等参数和加载过程均与试验相同,对比显示有限元分析结果和试验结果吻合较好。明确了弱轴端板连接的应力分布、塑性发展、变形特点和破坏模式。研究表明:①梁柱弱轴端板连接具备一定的转动变形能力和良好的弯矩承载能力,在端板受拉区可能形成塑性铰;②梁端弯矩较小时弯矩-转角曲线就体现出非线性的性质,弱轴端板连接属于典型的半刚性连接;③中柱节点和边柱节点弱轴端板连接的承载力基本一样,但半刚性特性差别很大。     

外伸端板连接节点抗连续倒塌性能研究

基于ANSYS有限元分析软件,建立了外伸端板连接节点模型,分析了半刚性节点在连续倒塌中的力学性能,基于该模型进行了外伸端板连接节点抗连续倒塌能力影响因素的参数分析,为相关设计提供参考。     

钢柱弱轴外伸端板连接静力试验与钢框架抗震性能

为丰富弱轴半刚性连接刚度数据库、研究端板连接节点刚度对钢框架结构抗震性能的影响规律,进行了弱轴端板连接节点的半刚性性能试验研究,得到了连接节点的弯矩-转角关系曲线,并借助有限元分析软件SAP2000对空间钢框架结构进行了抗震性能分析,得到了4个空间结构模型在多遇地震和罕遇地震下的结构时程位移曲线和层间位移角。研究表明:弱轴外伸端板连接节点刚度约为相同尺寸节点强轴方向的30%,节点变形能力较强,具有良好的耗能能力;节点刚度对结构的前三阶周期尤其是基本周期影响很大;端板连接钢框架在小震、大震下层间位移角均能满足规范要求且具有良好的抗震性能和抗连续倒塌能力。     

端板连接节点对门式刚架整体性能的影响分析

传统钢结构设计中将高强螺栓端板连接作为刚性节点,而实际情况下这种连接形式与计算结果有差异.采用有限元方法针对8种不同计算跨度的轻型门式刚架建立了三维整体有限元模型,分析了高强螺栓端板连接的节点刚度对门式刚架内力和位移的影响.计算结果表明,高强螺栓端板连接是一种半刚性连接形式,节点刚度对门式刚架整体结构的内力和变形将产生较大影响,在门式刚架的分析和设计中,应考虑节点半刚性的实际影响.     

套管加强式半刚性节点性能研究

运用通用有限元软件ANSYS对方钢管柱-工字钢梁套管加强式端板连接半刚性新型节点建立三维有限元模型,并以端板厚度、螺栓直径、套管厚度等为参数进行了静力分析,深入的研究了这种连接节点在静载作用下的受力性能及破坏模式。     

上下角钢半刚性梁柱节点的非线性分析

对上下翼缘角钢半刚性连接采用非线性有限元软件ANSYS进行了精细分析,得出连接的弯矩转角曲线,并进一步探讨了上下翼缘角钢半刚性连接节点的受力性能,为今后半刚性梁柱连接的设计提供了有价值的结果。     

钢框架柱外传力式节点试验研究

钢框架柱外传力式梁柱节点是一种新型节点形式.为研究这种新型节点形式受力性能,共进行了4个模型静力加载试验,共两组,一组未增设传力板并且尺寸相似;另一组设有传力板,作为比较.分析增设传力板与未增设传力板的破坏特征以及承载力变化情况.试验结果表明：传统节点破坏发生在柱翼缘和梁柱连接处,而新型节点最后破坏不再是柱翼缘和梁柱连接的焊缝处,而是转移到传力板和梁翼缘连接处,新型节点的极限承载力比传统节点提高142.6％,梁端极限位移下降36％.研究结果表明：传力板对节点进行加固起到了很好的效果,可保护节点,实现柱外传力,提高承载力.本文研究为今后节点的加固工程应用提供参考依据.     

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,通过时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。     

考虑山地风荷载的重庆电视塔受力分析

重庆电视塔高183.1m,建成于1970年。该结构坐落于山脊顶部,因此山地风场效应是结构分析中必须要考虑的因素。根据规范山地风计算方法,建立了有限元模型计算电视塔结构安全性,结果显示山地风荷载效应影响较大,使部分构件应力比大于1,结构必须进行加固;作为整体结构计算的补充,又进行了节点有限元模型计算,结果显示只有节点板局部较小区域应力超过材料屈服强度,在考虑屈服后应力重分布情况下可认为节点安全可靠。     

无工艺孔钢梁与H型钢柱焊接节点受力性能分析

以无工艺孔钢梁与H型钢柱焊接节点作为研究对象,基于ABAQUS有限元分析与拟静力试验,对无工艺孔节点与普通工艺孔节点受力性能进行比较,并阐述无工艺孔节点的性能优势及在我国应用的可行性。结果表明,无工艺孔法应用于钢结构梁柱节点,可以有效地提高节点的抗震性能,在我国现阶段钢结构加工技术条件下应用具有可行性。     

Compressive behavior of dual-gusset-plate connections for buckling-restrained braced frames

This work conducts compression tests and finite element analyses for steel dual-gusset-plate connections used for buckling-restrained braced frames (BRBFs). Compared to a single-gusset-plate connection, dual gusset plates sandwiching a BRB core reduce gusset plate size, eliminate the need for splice plates, and enhance connection stability under compression. The experimental program investigated ultimate compression load by testing ten large dual-gusset-plate connections. Out-of-plane deformation of the gusset plate in the test resembled that of a buckled gusset plate with low bending rigidity provided by the BRB end. The general-purpose nonlinear finite element analysis program ABAQUS was applied for correlation analysis. A parametric study of the dual-gusset-plate connection was performed to study the effects of plate size, presence of centerline stiffeners, and beam and column boundaries on ultimate compression load. The ultimate compression load of the dual-gusset-plate connection could not be predicted based on the AISC-LRFD approach due to beam flange out-of-plane deformation. The ultimate compression load of the dual-gusset-plate connection was reasonably predicted using a column strip length from the Whitmore section to the workpoint of the beam and column centerlines and a buckling coefficient of K = 2.     

空间足尺组合式连接节点受力性能研究

以某大型特高压用钢管格构式变电构架工程为背景,对空间足尺组合式连接节点进行空间静力加载试验和有限元分析,着重研究节点的应力应变及位移发展特征、破坏模式和极限承载性能。试验结果表明:设计荷载下,除主管与节点板连接处的端部由于应力集中而出现轻微局部屈服外,节点其他部位仍处于弹性阶段|加载至设计荷载的近190%时,主管受力较大端出现受压“鼓曲”,主管与节点板1（JDB1）的连接处严重“凹陷”,随即支管⑦的插板与JDB1连接处发生受压“失稳”,节点破坏。有限元模型的分析结果,在节点应变发展、荷载-位移曲线、破坏模式、极限承载力等方面均与试验结果吻合较好。该类型节点的构造基本合理,满足设计荷载要求。建立节点承载力的理论分析模型及计算公式,理论计算结果与试验结果、有限元分析结果吻合较好。     

钢结构集成房屋模块间十字形板-端板连接节点轴压性能研究

现有钢结构模块化建筑的连接节点大多难以用于集成房屋模块间的连接,为此,提出一种十字形板.端板连接件.通过对两个节点试件进行轴压试验,研究节点在轴压荷载作用下的破坏模式和承载力.采用ABAQUS建立试件的有限元模型,有限元分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的正确性.采用该有限元模型分析了十字形板厚、端板厚和柱壁...     

Nonlinear finite element analysis of concrete filled steel plate composite coupling beams: force and deformation mechanics

在外包钢板-混凝土组合连梁试验研究的基础上,对组合连梁试件和不同参数取值的补充模型进行了非线性有限元分析。有限元分析得到的滞回曲线与试验曲线吻合良好,能较好地模拟组合连梁的受力行为。通过应力分析,发现内填混凝土的工作机制类似于斜压杆,其压力沿着连梁对角线方向从一端的受压侧传递到另一端的受压侧。外包钢板承担的剪力比例和弯矩比例的范围分别为0.36~0.76和0.57~0.82;混凝土的剪力与轴压力之比和连梁的高跨比近似相等。连梁的侧向位移由节点区变形引起的梁端转角、连梁的弯曲变形与剪切变形产生;在常用的跨高比范围内,剪切变形产生的侧向位移在总位移中占有较大比例,且受跨高比的影响很大。