钢材强度对梁柱组合节点性能影响的有限元分析

随着高层钢框架结构梁柱构件逐渐向高强材料、组合受力方向发展,在梁柱组合节点中,钢材强度对节点性能和混凝土楼板组合作用的发挥有显著影响。基于对组合节点的有限元分析,着重比较了在钢材强度提高时,组合作用对节点承载力的影响程度和影响方式的变化。分析结果表明,组合节点的弹塑性极限承载力会随着钢材强度提高而提高,延性有一定的降低,混凝土楼板组合作用的影响相应减小,节点以正弯矩侧混凝土被压溃为失效标志。     

钢管混凝土梁柱节点动力性能试验研究

以往的节点试验很少在核心区发生破坏,针对这一现状设计了两组钢管混凝土柱节点试件,一组考察当梁端发生破坏时节点的动力性能,另一组考察在消弱核心区情况下节点核心区发生破坏时节点的动力性能。试验结果证明钢管混凝土染柱节点具有较高的抗剪承载力和良好的抗震能力。     

高强混凝土新型梁柱节点抗震性能非线性分析

影响梁柱节点性能的因素很多,仅仅进行试验研究是不够的。因此,非线性有限元分析可以使我们对梁柱节点的性能有更深刻的认识。作者在进行了大量的高强混凝土新型梁柱节点试验的基础上,采用非线性有限元方法进行进一步的参数研究。首先用试验数据验证了作者的非线性有限元模型,分析表明计算结果可较好的模拟试验情况,在此基础上对混凝土强度对梁柱节点抗震性能的影响进行了参数研究。     

梁柱节点刚度对无支撑钢框架性能的影响

采用有限单元法对不同层数及跨数的无支撑钢框架进行了单向和循环加载有限元分析与对比,研究了梁柱节点刚度大小对框架的抗侧刚度、屈服荷载、屈服位移、滞回性能、破坏模式等性能的影响。结果表明:随着节点转动刚度的逐渐降低,框架侧向刚度减小,侧移增大,框架柱脚很容易率先屈服,梁端很难形成塑性铰,导致结构耗能能力降低;节点刚度达到106kN.m/rad时,框架性能与理想刚接基本一致,可以看成刚性连接框架;节点刚度小于103kN.m/rad时,可以看成铰接框架;节点刚度介于103～106kN.m/rad时则属于半刚性连接框架,节点柔性对结构性能的影响不可忽略。     

配筋钢纤维混凝土宽扁梁柱节点抗震性能的试验研究

根据宽扁梁柱节点在低周反复荷载作用下的试验,分析了宽扁梁柱节点和破坏过程和破坏类型,研究了在宽扁梁柱节点内掺入钢纤维后,其强度,刚度,延性和耗能能力的提高及钢筋应变的降低;提出了钢纤维混凝土扁梁柱节点极限抗剪承载力的建议设计公式和截面限制条件,其计算结果与试验结果吻合较好。     

加强型和削弱型梁柱节点对钢框架性能的影响

针对加强型和削弱型两种梁柱连接节点,分别进行了钢框架的有限元单向加载和循环加载分析,探讨了两种节点类型对结构承载能力、抗侧刚度、耗能能力等性能的影响.有限元计算结果表明:两种节点都可以使梁端形成塑性铰,具有较好的耗能能力,但与削弱型节点相比,加强型节点可以显著提高钢框架的屈服荷载、抗侧刚度和极限承载力,而且有效降低了梁端翼缘的轴向应力,便于实现强连接弱构件,更适合于抗震设防地区采用.     

插接装配式混凝土梁柱节点抗震性能

为提高装配式混凝土结构的装配效率,提出一种基于局部型钢与混凝土组合结构形式的插接装配式混凝土梁柱节点.通过低周往复加载试验将插接装配式混凝土节点抗震性能与现浇混凝土节点进行对比,结果表明:插接装配式节点主要在梁端发生型钢与周边混凝土的滑移破坏.由于受到拼接区组合效应问题及不同材料间几何非线性变形的限制,该新型装配节点的耗能能力和初始刚度较低,但承载力较现浇节点高.由有限元分析可知,保证梁内型钢与周边混凝土可靠黏结的情况下,插接式节点能够具有良好的抗震性能.     

钢管混凝土框架梁柱刚性节点的试验研究

根据3种常见的钢筋混凝土框架梁柱刚性节点的试验研究，进一步验证了刚性节点传力性能与工作机理，并与浇灌混凝土之前的空钢管框架梁柱刚性节点的传力性能进行了比较，给出了每种形式节点处复杂高应力区的范围。     

带BRB的高层钢框架梁柱节点的抗震性能

应用非线性有限元软件ABAQUS对带有BRB和带有普通支撑这2种高层钢框架梁柱节点进行了数值模拟,分析比较了2种支撑对框架梁柱节点的抗震影响,针对带有BRB的梁柱节点,对其进行支撑内芯的屈服强度,节点板的大小、厚度以及节点板上面外加劲肋长度的参数分析。结果表明:BRB在外包钢管和混凝土的约束下具有很好的耗能性能,并且随着支撑内芯屈服强度的降低,节点板尺寸和厚度的增大以及面外加劲肋长度的增加,梁柱节点的滞回曲线更加饱满,拥有更好的抗震性能。     

不同轴压比下活性粉末混凝土框架梁柱节点抗震性能

运用有限元软件ABAQUS对3个平面RPC梁柱节点及2个空间RPC梁柱节点进行分析,研究柱端轴压比对RPC梁柱节点的滞回特性、延性、耗能能力及受剪承载力等抗震性能的影响规律.研究表明,在0.3~0.5设计轴压比范围内,构件受剪承载力随设计轴压比增加而增加,节点延性随设计轴压比的增加而下降.与平面节点相比,空间RPC框架梁柱节点的延性和耗能能力均有显著下降,承载能力变化不大.     

T型钢连接钢框架抗震性能研究

为研究T型钢梁框架连接节点的抗震性能,设计了2个足尺中柱节点试件和2个边柱节点试件.按建筑结构抗震试验规程对试件进行安装,采用拟静力试验方法进行往复荷载试验研究,从试件的滞回性能、极限承载力、梁柱转角等方面分析中柱节点和边柱节点的抗震性能.结果表明:连接件厚度对短T型钢连接平面梁柱节点抗震性能影响较大,连接件厚度增加,...     

大跨度叠层空腹桁架结构整体弯曲对现浇混凝土楼板的影响分析

利用大型软件ANSYS实体单元系统,分析了大跨度叠层空腹桁架转换结构在竖向荷载作用下楼板整体弯曲问题 .由于楼板的整体弯曲在楼板中产生不可忽视的附加应力,与叠层空腹桁架类似的大跨度结构的现浇混凝土楼板设计应考虑整体弯曲的影响,并提出了相应的设计建议,可为相关结构分析和设计提供参考.     

隔震技术在型钢混凝土框架结构中的应用研究

型钢混凝土构件是指在混凝土里安置型钢并配少量纵筋的组合构件。本文采用大型有限元分析软件SAP2000,对型钢混凝土抗震结构和采用了隔震技术的型钢混凝土隔震结构在地震作用下进行动力时程分析,对比型钢混凝土抗震结构和型钢混凝土隔震结构的自振周期、层间位移角、顶层加速度和楼层剪力,分析得出隔震技术在型钢混凝土框架结构中的减震效果非常理想。     

SRC框架-型钢混凝土核心筒混合结构振动台试验研究

为了解决高层混合结构地震损伤严重的问题,对其破坏集中的位置进行消能减震设计并进行试验研究.高层混合结构在我国应用广泛,实际地震震害以及振动台试验结果表明,该类结构损伤集中在核心筒连梁.而传统的钢骨混凝土连梁在剪切变形下往往过早破坏而提前退出工作,使得地震能量进一步传递给其他结构构件最终破坏.为此,设计了跨高比为1.8和2.5的可更换消能连梁.考虑了楼板对承载力的影响,对于消能连梁试件,楼板上浮30 mm.通过拟静力试验研究其关键力学性能,并检验公式的合理性.结果表明,消能连梁提前进入屈服,保护了墙体免受损伤;连梁根部锚固位置的弹性变形易导致连梁初始刚度下降,建议优化该部分构造,提高整体刚度;楼板上浮以后,对连梁承载力基本没有贡献;试验结果比设计公式计算结果偏小.

     

钢结构梁柱连接节点域剪切变形计算方法

针对钢结构梁柱连接节点域剪切变形全过程曲线(即弯矩-剪切转角(M-φs)曲线),提出了三线性模型并给出了相应的计算方法。通过与国外已有方法和相关国内外试验结果进行对比分析可知,该方法既可以准确地计算节点域剪切变形初始转动刚度,又可以很好地计算节点域剪切变形全过程曲线,为钢结构设计中梁柱连接节点域剪切变形特性的分析计算提供了可靠依据。     

大跨度叠层空腹桁架结构整体弯曲对现浇混凝土楼板的影响分析

利用大型软件ANSYS实体单元系统，分析了大跨度叠层空腹桁架转换结构在竖向荷载作用下楼板整体弯曲问题。由于楼板的整体弯曲在楼板中产生不可忽视的附加应力，与叠层空腹桁架类似的大跨度结构的现浇混凝土楼板设计应考虑整体弯曲的影响，并提出了相应的设计建议，可为相关结构分析和设计提供参考。     

钢骨高强混凝土框架结构非线性地震反应分析

利用结构动力分析和非线性有限元理论,采用杆系模型和折算弹性模量,研制了非线性时程分析程序,对钢骨高强混凝土框架结构进行动力分析,研究了不同地震波作用下的钢骨高强混凝土框架结构顶层位移反应,说明钢骨高强混凝土框架结构的底层仍然是薄弱层.     

钢纤维高强混凝土及其在框架节点中的应用分析

介绍了钢纤维高强混凝土的特点以及在框架节点中的应用,制作了1个高强混凝土和1个钢纤维高强混凝土框架中节点试件,研究其在低周反复荷载作用下的变形、强度和刚度退化、延性和耗能能力。结果表明：与普通混凝土节点相比,钢纤维混凝土节点的开裂荷载较高、承载能力和变形能力良好、滞回曲线更为饱满、延性和耗能指标也较高,有利于结构抗震,对于解决节点区箍筋过密有显著作用,指出了钢纤维高强混凝土具有广阔的应用前景。     

钢框架结构楼板有效宽度及对节点性能影响

为研究混凝土楼板对钢框架结构受力性能的影响,建立钢框架结构梁柱节点空间有限元模型.通过分析楼板对梁翼缘拉应力大小的影响,研究混凝土楼板对梁柱节点焊缝拉应力大小的影响及荷载大小对楼板有效宽度的影响.研究结果表明,相同弯矩荷载作用下,混凝土楼板无论是对梁上翼缘,还是对梁下翼缘节点焊缝开裂,都有一定的保护作用.当楼板受压时,随着弯矩的不断增大,楼板的有效宽度先是快速减小,然后缓慢减小.当楼板受拉时,随着弯矩的不断增大,楼板的有效宽度先是减小,然后增大.     

角钢耗能自复位混凝土框架节点的耗能性能

提出角钢耗能自复位混凝土框架设计方法，建立节点的有限元数值模型，并试验验证其有效性。对抗弯承载力比φdes预应力筋不同的节点进行模拟分析，研究其在地震作用下的自复位性能、耗能能力和材料损伤等性能指标。为提高该类节点耗能能力，通过改变角钢竖肢螺杆标距做进一步研究。结果表明：角钢耗能节点具有良好的自复位性能，但耗能能力不足；减小抗弯承载力比φdes，自复位能力降低、残余变形加大，但耗能能力增强。与混合连接节点相比，应适当降低节点抗弯承载力比φdes的最低取值，以弥补其耗能能力的不足。角钢竖肢塑性变形是节点的主要耗能方式，且集中在竖肢的螺栓孔高度和竖肢转角位置；减小竖肢螺杆标距，且保持材料其他参数不变，将导致抗弯承载力比φdes减小、截面抗弯承载力提高，节点耗能能力将随之增强。