扣件不同紧固力矩对工字钢悬挑钢管外脚手架变形影响分析

目前,工字钢悬挑钢管外脚手架的安全验算中扣件普遍按照铰接节点考虑,施工中多根据经验选择搭设参数,有一定的局限性,使得架体存在安全隐患.通过室内试验确定直角扣件在不同紧固力矩值下的弯矩—转角关系曲线,结合搭设高度19.2m的实际工程,运用有限元软件SAP2000建立考虑扣件节点半刚性的三维模型,分析扣件不同紧固力矩对工字钢悬挑钢管外脚手架变形的影响.得出直角扣件紧固力矩值设置为40N·m时,该工程挠度变形最为合理.研究方法和结论适合应用于相似架体设计.     

支模架节点半刚性性能对比研究

为了对比各种形式模板支撑架梁柱节点半刚性强弱,本文抽取直角扣件、碗扣式、盘扣式、轮扣式直角节点等工程中常用的模板支撑架形式的梁柱连接进行节点扭转刚度试验,得到并绘制相应的M-θ关系曲线,为各种形式支撑架设计计算提供参考.再搭设这4种不同节点形式钢管支撑架进行单榀试验,根据试验所得位移与SAP 2 000模拟所得的位移计算得到半刚性横向刚度修正系数,进行直观对比.结果表明节点刚度由强到弱依次为:65N·m初始拧紧力矩扣件式节点、碗扣式节点、盘扣式节点、40N·m初始拧紧力矩扣件式节点、轮扣式节点.     

满堂扣件式钢管脚手架不同步距承载力影响分析

目前满堂扣件式钢管脚手架安全计算扣件节点普遍按刚性考虑,实际施工主要凭经验搭设,时常会发生脚手架坍塌等安全事故,结合某工程架体搭设高度9.2m,论文考虑扣件节点半刚性,通过室内试验得到在不同拧紧扭力矩值下的直角扣件转角刚度,建立该工程满堂扣件式钢管脚手架模型,运用SAP2000有限元软件分析不同步距下对架体承载力的影响,得到该工程步距1.285m最为合理。其研究方法和结论可为工程借鉴。     

摩擦耗能部分自复位连接组合框架边节点抗震性能试验研究

为进一步研究摩擦耗能部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点的抗震性能,考虑PEC柱布置方式和柱顶竖向力2个设计参数设计制作3个缩尺试件并进行了拟静力下抗震性能试验研究。根据试验测试结果,对试件承载力、节点转动刚度、残余侧移角、滞回耗能和节点受力机理等方面进行了分析。研究结果表明：摩擦耗能部分自复位连接可通过摩擦板摩擦滑移耗散地震能和预拉杆实现自复位功效,且整个加载过程中结构主体构件梁柱处在弹性状态;PEC柱顶竖向力明显提高了其初始抗弯刚度,而其二阶效应加快了连接的耗能发展进程,且PEC柱的布置对初始抗弯刚度、刚度退化和耗能发展进程影响较小;试件SMJ–2加载至试验结束对应层间相对侧移3.182%,其残余侧移角小于0.005 rad,即具有极佳的自复位功效,试件SMJ–3加载至中震层间相对侧移限值1/50和大震层间相对侧移限值1/30,其残余侧移角分别小于0.005和0.01 rad,自复位功效良好,而试件SMJ–1在加载至中震层间侧移限值1/50,其残余侧移角小于0.01 rad,但随后加载产生的残余侧移角由于竖向力二阶效应而增大趋势明显,自复位功效相应减弱。     

典型藏式古建木构梁柱连接转动性能试验研究

为研究藏式古建木构梁柱连接的转动性能,进行了6个试件的静力试验。考虑了弓木长度、暗销位置对于节点初始转动刚度的影响,以及反复荷载作用下节点刚度退化规律。试验结果分析表明：典型藏式古建木构梁柱节点的弯矩-转角曲线可简化为双线性模型;随弓木长度增加,节点初始转动刚度增大;暗销内移后,节点初始转动刚度变小;相同条件下,弓木-梁间暗销内移引起的变化小于垫木-弓木间暗销内移;反复荷载作用下节点刚度退化明显,且存在跃迁现象。     

T形件加强型节点PEC柱-钢梁组合框架层间倒塌机理试验研究

为研究T形件焊接加强型节点卷边PEC柱-钢梁组合框架层间倒塌机理,按1:2缩尺设计制作了1榀组合框架中间层子结构模型试件并进行拟静力试验,从试件受荷过程分析了组合框架中间层子结构的滞回特性、承载力、抗侧刚度、耗能能力、变形模式和倒塌破坏机构等抗震性能.研究结果表明:T形件焊接加强型连接方式增强了节点连接的刚度,实现了梁塑性铰位置远离节点区和结构梁端塑性屈服耗能的设计目标;T形件预拉对穿螺栓连接有效实现了节点域混凝土斜压带传力模式,相应降低了节点区的抗剪需求,更好满足了"强节点"的抗震要求;试件沿高度刚度分布均匀,试件整体水平位移表现为理想的倒三角弯剪型变形模式;试件结构的破坏模式为中间层T形件端部梁截面形成塑性铰的塑性倒塌机构,对应层间剪切角和节点连接转角均超过大震层间侧移限值1/30,且试件承载力未出现明显下降趋势,试件结构具有良好的抗倒塌性能.     

影响钢管混凝土组合桥墩抗震性能的结构参数

为了研究钢管混凝土（CFST）组合桥墩的抗震性能,对5个桥墩试件进行低周反复加载试验,研究轴压比、配箍率、纵筋率和剪跨比对试件骨架曲线、承载能力、位移延性、刚度退化和耗能能力的影响. 建立有限元模型模拟钢管混凝土组合桥墩在水平反复荷载作用下的滞回性能,数值计算结果与试验实测值吻合较好. 采用该有限元模型扩充结构参数范围,进一步分析各参数对组合桥墩抗震性能的影响. 试验及数值模拟结果表明：组合桥墩试件的水平侧移刚度和承载力随轴压比的增加而提高,但位移延性和耗能能力变差;提高配箍率或纵筋率均可改善组合桥墩的抗震性能;剪跨比是影响试件破坏模式的重要因素,随着剪跨比的增加,试件的水平承载力和侧移刚度降低,但变形和耗能能力明显提高.     

钢管支架结点转动刚度的测定方法

本文提供钢管支架中固定式直角扣件连接结点转动刚度的实测方法及理论依据.从而创造了对整个钢管支架系统建立切合实际的力学模型,进行定量分析的前提条件.     

半刚性节点取值对高大模板支撑体系极限承载能力的影响

随着经济的发展,扣件式模板支架应用的越来越广泛。然而由于施工缺陷扣件式模板支架的直角扣件达不到进一步相应规范要求,由此引发的安全事故越来越严重。直角扣件是介于刚接和铰接的半刚性节点,资料表明半刚性节点的取值对其极限承载力有一定的影响。文中运用特征值屈曲分析,结合数值分析方法,进一步探究与极限承载力的关系。研究表明,拧紧力矩较小时,初始转动刚度值的变化对承载力影响非常显著,性扣件式模板支撑体系的极限承载力值随半刚性值的增大呈非线性增大。     

型钢混凝土柱在单调荷载作用下的受扭性能试验研究

试验共采用3个试件,通过它们在复合受力下的单调受扭试验,得到了型钢混凝土柱在单调荷载下的裂缝形成和发展规律及破坏特征。试验主要通过控制轴压比、扭弯比来分析型钢混凝土构件在压弯剪扭作用下的受扭性能。结果表明,轴压比的增加提高了试件的初始刚度和承载力,扭弯比的增加显著提高了试件初始刚度。     

预制剪力墙板水平接缝钢板组合连接方式研究

提出一种新型全装配式剪力墙水平接缝节点采用连接钢板对穿高强螺栓的钢板组合连接方式.为研究该连接方案的可行性及连接件的传力机理,以高强螺栓的间距作为设计参数,考虑竖向拉力的影响,设计了3个预制试件,同时设计1个整体现浇试件作为对比试件;采用有限元软件ABAQUS进行建模,且通过相关试验对其合理性进行验证,并进一步对所设计试件进行系列数值模拟,分析相关参数及不同竖向作用对试件承载力、抗侧刚度退化规律、延性与耗能能力等抗震性能的影响规律,分析节点的传力机理.研究结果表明:试件外在作用竖向拉力对试件抗震性能影响较为明显;水平接缝钢板组合连接的预制装配式剪力墙整体性较好,其抗震性能接近于整体现浇试件;所提出的新型钢板组合连接方案可行,传力路径明确,连接件的强度有足够富余;相对整体现浇试件,新型钢板组合连接的预制装配式试件在达到剪力墙结构大震层间侧移角限值1/120时,刚度下降较多,但其承载力仍未出现明显下降,试件的延性与耗能能力较好.     

单层网壳预埋螺栓装配式节点六杆模型试验

参考常见球面网壳节点,以螺栓直径、螺栓间距、节点体壁厚以及杆件与节点体夹角为主要参数,设计8个采用矩形截面预埋螺栓装配式节点的六杆模型,开展静力试验研究和有限元模拟. 试验结果表明,节点体中空六棱台设计可以有效实现杆件与节点体之间的角度连接;螺栓直径和螺栓间距的减小会导致试件刚度和极限荷载降低,并使得试件失效模式由杆件失效控制逐步过渡为螺栓失效控制;节点体壁厚的减小几乎不影响试件的初始刚度,但会降低试件的极限荷载. 采用SOLID186实体单元对六杆模型建模,并利用CONTA174/TARGE170接触对单元模拟接触效应, 有限元模型的荷载-位移曲线与试验结果较吻合,杆件处应力分布与试验结果接近. 该考虑接触效应的有限元模型可以较为准确地预测试件的初始刚度和极限荷载.     

十字形钢管混凝土柱-钢梁节点抗剪性能研究

为建立侧板连接十字形钢管混凝土柱-钢梁节点的剪切屈服机制,揭示节点传力机理,按12比例设计新型节点抗剪受力模型,利用有限元软件ABAQUS建立低周往复荷载作用下的精细化数值分析模型,观察其破坏模式及传力机制,考察轴压比和侧板厚度对节点抗剪承载力的影响.结果表明:节点模型表现为节点核心区剪切破坏,核心混凝土受力符合斜压杆机理,节点的受力机理为钢桁架、混凝土主斜压杆和约束斜压杆的综合作用;轴压比和侧板厚度对新型节点受剪承载力有一定影响,增大轴压比或侧板厚度,节点受剪承载力提高,增加侧板厚度可以提升节点初始刚度;新型节点具有良好的延性及耗能能力,满足结构抗震设计要求.     

钢管脚手架的连接扣件力学性能试验研究

通过对钢管脚手架直角扣件的扭转试验,研究其加载卸载规律及安装预紧扭力对其力学性能的影响,并对试验中离散数据进行线性回归分析,得到标准扣件的抗扭转刚度系数94.5相似文献   

方钢管混凝土框架-斜十字加劲薄钢板剪力墙低周反复荷载试验研究

对三个1/3比例单跨两层方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙进行了低周反复荷载试验,研究了梁柱连接为穿心高强螺栓-端板节点和内隔板式节点对试件性能影响,并将方钢管混凝土框架-斜十字加劲薄钢板剪力墙与方钢管混凝土框架-非加劲薄钢板剪力墙进行对比.得到了试件的破坏形态、滞回曲线、延性、刚度、耗能能力等抗震性能指标,分析了其破坏特征、承载能力及刚度退化等力学性能.结果表明:方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙具有较高的承载力、抗侧刚度和良好的耗能性能.斜加劲肋能有效限制薄钢板剪力墙面外变形,提高结构初始刚度和承载力,有效减轻滞回曲线"捏缩".穿心高强螺栓-端板节点提高了节点域刚度,延缓了柱壁鼓曲.方钢管混凝土竖向边缘构件确保了薄钢板剪力墙性能充分发挥.     

不同构造复式钢管混凝土足尺柱抗震性能试验

为研究复式钢管混凝土柱的抗震性能,完成了3种截面形式、2种剪跨比共6个试件的低周反复荷载试验,各试件施加相同轴力.截面钢构形式分别为圆钢管、外圆内圆复式钢管和带分腔焊接钢板的复式钢管.分析了各试件的破坏形态、滞回特性、承载力、刚度退化、延性和耗能.试验结果表明:除剪跨比2.2且未设置腔体构造的钢管混凝土柱外,其余试件滞回曲线饱满,抗震性能稳定;增加截面含钢率或提高剪跨比,可使试件在达到相同位移角时的滞回曲线更加饱满;设置内圆钢管和分腔焊接钢板可提高构件承载力,对较小剪跨比试件的延性改善显著;降低剪跨比可显著提高构件初始刚度,但刚度退化速度较快,累积损伤效应更加显著;各试件在达到极限位移角时,设置腔体构造的剪跨比较小试件的累积耗能更高;与试验结果进行对比,本文采用的钢管混凝土柱实用承载力计算方法结果偏于保守.     

填充剪力墙梁柱式木框架混合结构抗侧力

为了研究填充剪力墙梁柱式木框架混合结构抗侧力性能,制作了两种梁柱框架节点,采用单调和往复加载的试验方法,对内填钢板螺栓连接和植筋连接梁柱式木框架节点的受力性能进行试验研究．采用SAP2000软件建立填充剪力墙梁柱式木框架混合结构的有限元分析模型,分析了混合结构的抗侧力工作机理和性能．研究结果表明:内填钢板销式连接框架节点初始阶段刚度近似为零;植筋连接框架节点具有较高初始刚度和承载力;木框架侧移变形能力是剪力墙的2～3倍,填充剪力墙梁柱式木框架混合体系的抗侧力承载力不能充分利用木框架的抗侧力承载力,出现明显的框架抗侧力滞后现象;混合体系抗侧力性能更加接近于剪力墙,可以按剪力墙的要求分析;混合结构抗侧力承载力为组成框架和剪力墙承载力之和,可以采用本文提出的理论分析模型计算．     

摩擦部分自复位连接组合框架层间抗震修复性试验研究

为研究摩擦部分自复位连接组合框架中间层的抗震修复性,设计1榀1∶2缩尺比例PEC柱-钢梁摩擦部分自复位组合框架中间层子结构试件进行修复前后的两次抗震试验。根据试验现象和实测数据,对试件滞回性能、水平抗侧刚度退化规律、自复位功效、耗能能力等抗震性能进行了对比分析。分析结果显示：摩擦部分自复位连接可通过摩擦T形件螺栓长圆孔合理设置以实现“设计地震水平下发挥自复位连接性能和大震设计水平转化为承压型”传力模式,进而发挥主体构件材料耗能自复位性能设计理念;摩擦耗能T形件对穿螺栓和预拉杆将梁端受拉侧拉力转为对节点区混凝土的压力,实现了节点区混凝土压力带传力,且节点区加强盖板设置使得节点区混凝土处于三向受压状态,提高了混凝土强度,更好满足了“强节点”的抗震要求;在设计地震水平下,修复前后试件层间残余侧移最大值分别为0.11%和0.13%,满足了自复位结构侧移限值0.3%要求,基本实现完全复位,而在罕遇地震水平下,修复前后试件承载力均呈增长趋势,且其层间残余侧移最大值分别为0.42%和0.44%,仍小于小震层间侧移限值0.5%,试件仍具有良好的自复位功效;摩擦部分自复位连接仅通过简单修复,即可实现受力发展进程、刚度退化规律、自复位功效和损伤耗能演化机理的基本恢复,具有良好的抗震可修复性。     

正交胶合木环型耗能节点设计与抗剪试验研究

连接节点对正交胶合木墙体抗侧力机制的发挥、延性及耗能起着至关重要的作用。本文提出一种由U型阻尼器拼装而成的环形节点,连接正交胶合木墙体与基础钢梁,使墙体的损伤集中于耗能元件,实现地震作用下耗散能量,保护正交胶合木墙体,同时,实现承载力可预测且损坏后可更换。通过低周往复抗剪试验,研究了7个不同形状及厚度的环形耗能节点的受剪性能,并对其滞回曲线、破坏特征、承载力、刚度退化及耗能能力等进行研究,对比不同收腰程度与钢板厚度对抗剪性能的影响;结合Eurocode 5等标准理论,计算正交胶合木锚固端钢板螺钉连接的抗剪承载力,推导环形耗能节点的主要力学性能指标计算公式;并基于有限元Abaqus软件,开展耗能节点往复受剪数值模拟。结果表明：以试验研究为基础,提出的正交胶合木锚固端抗剪承载力计算公式、环形Q235阻尼器力学指标计算公式及开展的有限元分析,为正交胶合木耗能节点设计提供依据;除厚度为8 mm、收腰宽度为86 mm的试件以外,其余节点试件实现了对木材的损伤集中到耗能元件上;所建立的环形阻尼器的力学性能指标计算公式,可以较为准确地预测节点的屈服力、初始刚度与屈服位移;有限元模型可以较好地模拟耗能节点的抗剪行为;通过分析给出了厚度为8 mm、收腰宽度为55 mm的试件为抗剪方向承载力及耗能能力两方面最佳的耗能连接。研究成果为正交胶合木结构在抗震区工程中的应用提供技术支撑。     

装配式钢管混凝土柱–混凝土叠合梁连接节点试验研究

在装配式钢管混凝土结构中,钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接方式较为复杂。首先设计一种钢管混凝土柱–混凝土梁连接节点,可以在工厂预制大部分构件,在现场进行装配,满足装配式施工要求。通过装配式施工制作5个梁柱节点试件,包括3个中间节点和2个端节点试件。对该5个节点试件进行试验研究,其中1个中间节点试件进行单调加载,考察节点的静力承载力与变形性能;其余4个试件进行低周反复加载,根据试验得出节点在低周反复荷载作用下的破坏特征及滞回曲线、延性系数、耗能能力和强度刚度退化规律等。结果表明:试件破坏位置均在叠合梁上,符合强柱弱梁及强节点弱构件的设计原则;叠合梁截面尺寸为200 mm×350 mm的试件滞回曲线较为饱满,没有明显的捏缩现象,延性系数介于3.77与6.60之间,平均等效黏滞阻尼系数为0.222,节点的抗震耗能能力较好;叠合梁截面尺寸为250 mm×450 mm的试件由于叠合梁中部箍筋没有加密,叠合梁发生了剪压破坏,节点耗能能力未得到充分发挥,可以通过加大箍筋加密区的长度提高节点的耗能能力;试件强度退化系数一般均大于0.9,表明强度和刚度退化比较稳定;所有节点试件的倒"T"形连接件钢板均没有屈服,其抗弯和抗剪承载力为钢筋混凝土梁1.3倍的设计,偏于安全。