考虑空间约束的钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)组合中节点非线性有限元分析

借助ABAQUS有限元分析软件,对4类"梁贯通"式RCS组合梁柱中节点进行三维非线性有限元分析。对单元类型的选取、材料模型的定义、模型求解等数值模拟技术进行研究。研究表明,通过合理设置参数,ABAQUS有限元软件能够模拟RCS梁柱节点在静力荷载作用下的性能,与试验结果吻合较好。重点研究了考虑楼板、纵横梁构件空间约束作用对RCS组合节点受力性能的影响,比较分析轴压比、混凝土强度、楼板宽度、型钢梁腹板厚度等参数对RCS组合节点受力性能的影响,并提出相关的结构设计建议。     

方钢管混凝土柱-H型钢梁螺栓连接组合节点参数分析

利用ABAQUS软件建立方钢管混凝土柱-H型钢梁螺栓连接组合节点的三维有限元数值分析模型,通过变化节点参数,共设计3组7个试件,对节点试件进行非线性有限元数值仿真模拟,研究此类节点在静力荷载作用下的荷载-位移曲线,分别考察正负弯矩作用下楼板组合作用对其受力性能的影响,确定影响其极限承载力、延性及初始转动刚度的主要因素及其影响规律。研究结果表明:组合节点的极限承载力、延性及初始转动刚度等,随着压型钢板-混凝土组合楼板板厚、配筋率的增大而逐渐增大,随着抗剪栓钉布置数量的减少而降低。     

型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架节点受力性能非线性分析

在型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架节点拟静力试验基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了组合框架节点的数值计算模型,对该组合框架节点在水平荷载作用下的受力非线性行为进行了有限元分析,获取了组合框架节点的破坏过程、破坏形态、应力云图、荷载-位移曲线及荷载特征值,并对节点的承载力计算值与试验值进行了比较,验证了有限元计算模型的合理性,进而分析了有限元拓展参数对组合框架节点受力性能的影响规律。结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合较好,该有限元模型能较好地模拟该组合框架节点在水平荷载作用下的受力性能;另外,提高再生混凝土强度或者箍筋强度对组合框架节点的抗剪承载力是有利的,但节点的延性变形能力有所降低;组合框架节点的抗剪承载力随着型钢强度的提高而显著增加,但节点的变形能力变化不大;增加体积配箍率或型钢配钢率可以明显提高组合框架节点的抗剪承载力和变形能力。     

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。     

方钢管混凝土柱-H形钢梁螺栓连接节点受力性能试验研究

进行了考虑压型钢板-混凝土组合楼板组合作用的方钢管混凝土柱-H形钢梁螺栓连接节点的静力性能试验研究。分别对无楼板、楼板受压、楼板受拉的3个足尺节点试件进行了静力加载试验,通过对比分析,考察了节点在单调荷载作用下的受力性能,包括初始转动刚度、极限承载能力等,研究了正、负弯矩作用下楼板组合作用对其受力性能的影响。研究结果表明:无板节点试件梁端位移延性系数达到2.2以上,满足抗震设计要求;组合节点和无板节点受力性能差别明显,相比于纯钢梁,组合梁横截面中和轴上移,组合节点的初始转动刚度、承载力与无楼板节点相比均有大幅度提高;组合节点螺栓开始滑移的荷载增大,最大滑移量减小;节点核心区剪切变形可忽略不计。     

半刚性端板节点在循环荷载作用下的非线性有限元分析

运用有限元数值分析软件ABAQUS建立半刚性端板节点模型,对其在循环荷载作用下进行非线性有限元分析,并与相应的试验结果进行了比较验证.结果表明:用ABAQUS建立的有限元模型能够准确地模拟端板节点在循环荷载作用下的整体受力性能,为进一步运用该模型对各种不同形式和构造的端板节点进行全面的有限元非线性参数分析计算提供了正确依据.并分析得出了端板厚度、螺栓直径、螺栓布置、端板加劲肋等因素对端板节点承载力、极限转动能力、耗能能力和延性的影响特性,为半刚性端板节点的抗震设计提供了参考依据.     

楼板对钢筋混凝土柱-钢梁空间组合体抗震性能影响研究

楼板在地震作用下对钢筋混凝土柱-钢梁组合体抗震性能的影响是建立地震作用下节点计算模型的基础,也是准确评价组合结构体系抗震性能的关键问题之一。为此,完成了3个钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)空间组合体试件在考虑不同楼板宽度情况下的抗震性能试验,分析整个受力过程中楼板受力性态对组合构件受力特征、破坏模式等抗震性能的影响。各试验模型在加载过程中均产生梁铰破坏,并表现出较好的延性和耗能能力,最终因节点区钢梁屈曲、扁钢箍开裂和柱端混凝土压碎而丧失承载力。分析表明,楼板裂缝以横向裂缝为主,随着楼板宽度增加,次生斜裂缝增多,板底混凝土压碎区域增大;混凝土楼板与钢梁组合体对节点核心区的约束作用较明显地改善了空间组合体受力性能。对楼板混凝土和板内纵筋在受力过程中的应变进行分析,结果表明,随着楼板宽度的增加,楼板对RCS空间组合体刚度、承载力的贡献值有限。对现浇板受拉有效翼缘宽度进行分析,结果表明考虑钢-混凝土组合梁翼缘有效宽度对梁端受弯承载力、惯性矩影响较大。     

压型钢板混凝土组合楼板抗震性能的理论分析和试验研究

采用拟静力试验方法对组合楼板在循环荷载作用下的受力性能进行试验研究,并由此得到组合楼板的滞回曲线、骨架曲线及荷载和挠度的特征值。试验结果表明,采用可靠构造措施的压型钢板和混凝土组合作用明显,在不失较高承载力的同时,组合楼板仍具有良好的抗震性能。同时还对试验板件进行了非线性有限元分析,计算结果与试验数据吻合良好。     

轨道与路基结构全装配式连接节点力学性能研究

为了研究不同连接形式、不同荷载组合作用下有轨电车预制轨道梁与路基桩连接节点区域的受力性能及变形特征,采用ABAQUS有限元软件建立整体结构三维精细化模型,对预制装配式连接节点湿式连接与干式连接进行分析,并针对混凝土强度等级、连接装置数量等进行参数化分析,数值分析结果可为装配式连接节点的设计提供有益参考。     

循环荷载下桩——筒组合基础承载力衰减分析

通过商用有限元软件ABAQUS,建立桩—筒组合基础的有限元模型。对土体塑性本构模型进行修正,使其适应循环荷载作用下土体的强度衰减规律。模拟桩—筒组合基础在水平荷载作用下响应,分别研究桩—筒组合基础在静力作用下的承载力和在循环荷载作用下的承载力衰减。筒径对桩—筒组合基础的静力承载力和循环荷载作用后的承载力衰减影响均大于筒高。     

新型复合空腹夹层板楼盖力学性能有限元分析

对新型复合空腹夹层板楼盖的构造进行了介绍,通过有限元分析软件ABAQUS模拟新型复合空腹夹层板楼盖在静力荷载作用下挠度、破坏及自振周期。模拟结果表明:与钢筋混凝土空腹夹层板楼盖相比,新型复合空腹夹层板楼盖在同级静力荷载下挠度减小,楼板自振周期增大,能够使结构远离地震卓越周期,减轻地震破坏。     

近爆作用下压型钢板组合楼板动力响应及影响因素数值分析

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,采用流固耦合的计算方法,对压型钢板组合楼板在近爆炸荷载作用下进行了不同工况的数值模拟,得出其受力形态,分析其动力响应及破坏过程,找出影响楼板动力响应的主要因素。数值分析结果表明:适当增加混凝土厚度和提高压型钢板强度,可以显著降低组合楼板的跨中最大位移,提高组合楼板的延性和抗爆性能;组合楼板中钢筋间距的变化,对组合楼板抗爆性能影响较小。     

楼板开洞对抗震性能的影响

针对高层结构楼板开洞在地震作用下的受力特点,以15层框架结构为基础,采用MIDAS有限元软件对结构构件的受力性能进行了模拟分析,并应用反应谱振型分解法、静力弹塑性分析对结构的周期、顶点位移等进行了对比,得出了楼板开洞对结构整体的影响规律。     

大跨度闭口型压型钢板-混凝土组合楼板界面粘结性能研究

通过两块足尺寸压型钢板-混凝土组合楼板试件的静力加载试验,分析组合楼板的破坏过程、破坏形态和滑移发展规律。利用ABAQUS有限元软件进行模拟分析,并与试验结果对比,验证有限元模拟方法的可行性。建立大跨度组合楼板的有限元模型,基于m-k法对模拟数据进行线性回归,得到适用于大跨度组合楼板的纵向剪切粘结力计算公式,为工程设计提供依据。     

装配式钢筋混凝土梁柱构件连接技术研究

高强螺栓型钢连接节点是影响装配式混凝土梁柱节点抗震性能的关键连接部分。对高强螺栓型钢连接节点进行低周反复荷载试验以考察其受力特性,利用有限元软件ABAQUS建立数值分析模型并与试验结果进行验证对比,进而利用有限元模型进行参数分析,研究法兰板厚度、肋板长度、肋板厚度等参数对螺栓型钢连接节点的受力性能的影响,同时给出了针对这种连接节点的设计方法。     

全栓接H型钢梁柱节点有限元与试验对比分析

利用ABAQUS软件对4种不同构件梁柱节点进行了非线性有限元分析,获得了连接节点在循环荷载作用下的破坏模式、M-θ骨架曲线以及主要力学性能参数,并与试验结果进行了对比。结果表明:ABAQUS模拟所得结果与试验结果吻合较好,ABAQUS能够较为准确地模拟半刚性节点的受力性能;全栓接H型钢梁柱采用不同种类T型件连接是合理可靠的;相较于传统节点,全栓接新型节点在弱轴方向上的承载力和延性均有显著提高,表现出更优越的力学性能;有限元分析与试验研究对比分析的正确可靠性,进一步验证了设计构件的合理可行性。     

梁端加强型长焊接孔节点滞回性能有限元分析

为了研究梁端加强型长焊接孔节点的滞回性能,对7个不同细部构造的节点用ABAQUS软件进行有限元模拟分析。首先,对长焊接孔节点在循环荷载作用下的受力性能进行有限元模拟并与试验对比验证;然后,对长焊接孔节点进行扩翼加强并对该新型节点进行循环荷载作用下的有限元变参数分析,研究焊接孔长度的变化对该节点滞回性能的影响,最后对发现的问题进一步改进。研究结果表明:扩翼式长焊接孔节点的滞回曲线呈饱满的梭形,随着焊接孔长度的增大,焊接孔末端的应力逐渐增大,但梁端的应力也增大且基本大于焊接孔末端的应力,说明扩翼式长焊接孔节点并不能明显改善节点的受力状态;对长焊接孔节点进行梁端盖板加强后,应力水平明显降低,且焊接孔末端的应力水平始终高于梁端焊缝处的应力,说明盖板型长焊接孔节点可以有效地保护节点焊缝。     

北京奥运会老山自行车馆柱脚铸钢节点试验研究

为考察2008北京奥运会老山自行车馆柱脚铸钢节点在不同工况作用下的受力性能和转动性能,本文对该铸钢节点及其人字柱短管进行了足尺试验和有限元数值分析。试验借助一根箱型截面分配梁,巧妙地实现了设计要求的4种加载工况;并重点考察了铸钢节点在各种荷载工况下的受力性能和变形。通过现场跟踪测试,得到铸钢节点表面应变的测试值;运用ABAQUS有限元软件对铸钢节点进行了弹性分析,着重模拟了铸钢节点各部件间的接触关系,得到了节点的应力值。铸钢节点试验与有限元分析结果表明,老山自行车馆柱脚所采用的球铰式节点具有较好的转动性能,且在设计荷载作用下是安全的。     

T型钢结构全焊节点抗震性能研究

在实验室制作了3个T型钢结构节点试件,通过对结构施加拟静力来模拟地震作用,分析钢结构节点受力过程中的变形规律,并对其受力过程中的滞回曲线进行分析,得出影响节点受力性能的一些规律,同时利用ABAQUS有限元软件对梁柱T形全焊节点进行了模拟分析,研究构件的尺寸变化对节点裂缝的影响,并和试验结果进行对比分析。通过对钢结构节点的试验研究和模拟分析,为研究钢结构节点的抗震性能、破坏特征、探伤及识别做了有益的探索,同时得到了一些具有参考价值的试验数据,总结了提高抗震性能的一些措施。     

沧州体育馆铸钢支座节点有限元分析

采用ANSYS有限元软件对沧州体育馆铸钢支座节点在设计荷载作用下进行数值分析,详细描述节点的构造概况,分析圆钢管壁厚、十字型肋条及倒角等参数对支座节点受力性能的影响,并通过对比两种有限元软件的计算结果,验证分析结果的正确性。