新型方钢管混凝土柱梁节点有限元分析

结合现行钢管混凝土柱在实际工程中的应用情况,提出了用于方钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁框架结构的新型节点连接形式——非穿心暗钢牛腿方钢管混凝土柱与混凝土梁节点,利用有限元软件ANSYS对该节点的力学性能进行了分析,并与试验结果进行了比较,计算结果表明:有限元计算模型适用于该类型节点的分析,从计算和试验两方面均得出新型钢管混凝土节点满足强柱弱梁、节点更强的原则。     

钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点及受力特点

节点是框架结构中的关键部位。它的力学性能直接影响结构的内力分配,进而影响结构的整体性能。钢管混凝土组合结构由于其承载力高、延性好和施工便捷,被广泛应用于高层和超高层建筑中。但该结构形式与钢筋混凝土结构相比,节点构造较为复杂,制约了钢管混凝土组合结构的发展。目前,在实际工程中采用的钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁的节点形式很多,如现浇钢筋混凝土梁外环板式节点、穿心弯剪牛腿式节点、穿心抗剪牛腿式节点和双梁夹柱穿心抗剪牛腿式节点等。每种节点形式都有其优缺点和适用范围。本文对上述几种常用钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点形式进行了介绍,并对其优缺点及设计要点进行了分析。在此基础上,作者又提出了一种构造简单、传力明确,便于工厂化施工的新型节点。     

钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁、板节点空间受力试验研究

在对钢管混凝土柱钢筋混凝土单梁暗牛腿节点三维空间加载试验结果分析的基础上,运用有限元程序对其节点受力进行了分析,并给出承载力计算公式     

新型方钢管混凝土梁柱节点力学性能分析

钢管混凝土能够充分发挥混凝土和钢材两种材料的特性,混凝土受到钢管环箍作用,具有很高的抗压承载力.但由于梁柱连接节点部位构造较为复杂,施工难度大,还有待进一步改进改善.利用ANSYS对新型方钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁内插钢板连接节点的受力特性进行了研究,通过与普通钢筋混凝土梁柱节点的对比分析,得到新型节点具有较高承载力、抗震性能优越、延性非常好、有很长的屈服平台、屈服后承载力下降不多等优点.破坏时节点域变形很小,塑性角外移,避免了节点域的脆性破坏.     

方钢管混凝土柱与钢梁框架节点的抗震性能试验研究

为验证方钢管混凝土柱与工形钢梁框架节点的破坏特征和抗震性能,本文进行了A、B两组共6个足尺节点试件的低周反复循环加载试验,其中A组三个试件梁端采用栓-焊连接;B组三个试件梁端为全对接焊接。试验结果表明:6个试件的层间位移延性系数μ≈2.28～3.86,弹性极限层间位移角y≈0.001～0.014,弹塑性极限层间位移角u≈0.0297～0.0424,节点梁柱的相对极限塑性转角θu≈0.0163～0.0343rad,能量耗散系数E≈2.029～2.494;A、B两类节点均有良好的抗震性能,在相同轴压比下A类节点的延性较B类略好一些,而耗能能力B类节点却略大一些,但二者相差不大,均满足结构抗震设计的要求。文章还分析了节点域的剪切变形,给出了改造节点设计的几点建议。     

钢牛腿式钢管混凝土柱与型钢混凝土梁节点试验研究

超高层钢结构建筑采用钢管混凝土柱是目前较为常用的一种结构形式,与钢管混凝土柱连接的梁有钢梁、劲性梁或混凝土梁等多种方式。目前钢管混凝土柱与型钢混凝土梁节点的研究较少,针对钢牛腿式钢管混凝土柱与型钢混凝土梁的连接节点,对受力性能进行了1∶2缩比例的试验研究,同时采用了ANSYS有限元软件进行分析。结合试验结果和有限元分析结果,研究了该节点的受力特性,结果表明,该节点有很好的极限承载力和抗震性能。     

新型方钢管混凝土柱-钢梁节点分析

通过建立新型方钢管混凝土柱—钢梁节点的三维非线性有限元计算模型，分析了四种不同的外部加劲式节点的受力性能，比较了新型节点的有限元分析结果和试验结果，其有限元计算值和试验值吻合得较好。     

方钢管混凝土柱-钢梁半刚性节点试验研究

当前,方钢管混凝土柱-钢梁半刚性节点的应用越来越广泛,但国内对这种半刚性节点受力性能的认识还很不完善。通过4组方钢管混凝土柱-钢梁长螺栓式半刚性节点在低周往复荷载下受力性能的试验,探究此类节点的受力机理和破坏形态。通过对4组试验滞回曲线、刚度退化、延性与耗能指标的分析得出此种节点有良好的耗能性能,可为钢结构节点设计提供一些参考和借鉴。     

方钢管混凝土柱-外包钢混凝土组合梁连接节点滞回性能分析

提出了一种新型的方钢管混凝土柱与外包U形钢混凝土组合梁连接节点形式：隔板贯通部分钢筋贯穿式节点。设计了3个节点试件,对其进行低周反复荷载试验,利用ANSYS软件对低周反复荷载作用下的节点试件进行非线性有限元分析并与试验结果对比。结果表明:有限元分析得到的节点破坏形态、应力分布、滞回曲线、骨架曲线与试验结果吻合较好。在此基础上,对发生梁端塑性铰破坏模式的节点滞回性能进行参数分析,研究楼板厚度、U形钢壁厚、组合梁纵向受力钢筋配筋率、贯通隔板厚度以及轴压比对节点滞回性能的影响。研究结果表明：楼板厚度和U形钢壁厚对节点滞回性能有显著的影响,组合梁纵向受力钢筋配筋率对节点滞回性能影响较为显著,贯通隔板厚度和轴压比对节点滞回性能影响很小。     

穿心暗牛腿钢管混凝土柱节点的试验研究

首先完成了取自实际工程的两个╋字形穿心暗牛腿式钢管混凝土柱节点的足尺试验 ,检验了这种柱节点的承载能力和破坏形态。随后进行了 7个不同形式的节点模型试验 ,通过变化节点中的环梁、板、穿心牛腿等参数 ,提出了这种柱节点形式的优化和改进方案     

方钢管混凝土柱-钢梁刚性节点研究综述

综合国内外的相关资料,介绍了方钢管混凝土柱-钢梁刚性节点的各种形式,并就各种节点形式的特点、受力性能及研究现状做了阐述。最后,对方钢管混凝土柱-钢梁节点的进一步研究工作做了探讨。     

贯通钢板式方钢管混凝土柱工字钢梁节点破坏机理研究

介绍了一种新型方钢管混凝土柱工字钢梁节点,该节点在节点域设置两块竖向钢板,贯通方钢管混凝土柱,并和工字钢梁上下翼缘焊接。利用大型有限元软件ANSYS,对3个全焊梁柱节点算例进行了计算分析,得到了节点的荷载-位移曲线,并对其破坏机理进行了分析。分析结果表明:随着贯通钢板外伸段长度的增加,节点承载力和节点刚度都有相应的提高。合理地选择贯通钢板外伸段的长度值,可以有效地将梁端塑性铰外移,保证了节点的安全,实现了"强柱弱梁、节点更强"的设计原则。最后提出了设计建议,供设计参考。     

方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点性能研究

提出一种新型穿心高强螺栓-端板方钢管混凝土柱-钢梁节点,并对3个节点试件进行柱端加载的伪静力试验研究。利用三维实体单元,建立同时考虑几何、材料及接触等三重非线性的有限元模型,采用有限元程序ANSYS对节点进行单调荷载和循环荷载作用下的有限元分析。试验及有限元计算结果表明,节点具有很好的强度、刚度、延性和耗能能力。     

削弱梁端的方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点的有限元分析

对内隔板式方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点提出了三种新型的梁端削弱方式,应用通用程序ANSYS对其进行三维非线性有限元分析,将计算结果与无削弱节点、狗骨式节点的分析结果进行对比。研究结果表明:翼缘开孔和翼缘腹板同时开孔的削弱方式能使梁端塑性铰明显外移,防止连接节点脆性破坏,可供实际工程设计参考。     

圆钢管混凝土梁柱节点局部抗拉强度分析

考察无横隔板及有贯通横隔板加强的圆钢管混凝土结构梁柱节点的应变规律及强度计算法,对6个节点局部试件柱-钢梁翼缘节点进行试验,通过屈服线理论分析,讨论两种节点的应变规律并进行强度比较,最后提出节点抗拉全塑性强度和最大强度的计算方法,试验值与计算值较吻合。     

方钢管混凝土柱-钢梁外环肋节点抗震性能研究

基于方钢管混凝土柱与H型钢梁外环肋节点的低周反复荷载试验,在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,采用通用有限元软件ANSYS对该节点模型在循环加载作用下的受力性能进行非线性分析,对试件的试验和理论滞回曲线及骨架曲线进行对比研究。研究表明:该节点具有很好的延性和耗能能力,层间转角位移延性系数μ=3.07～3.66,弹性和弹塑性层间位移角分别为y=0.004 1～0.004 7、u=0.012 4～0.017 2,等效黏滞阻尼系数he=0.26～0.35,满足现行抗震规范要求,抗震性能良好。     

非等壁厚矩形钢管混凝土构件抗弯力学性能的试验研究

通过对3个非等壁厚矩形钢管混凝土纯弯构件的试验研究,考察非等壁厚矩形钢管混凝土受弯构件的力学性能。试验结果表明,非等壁厚矩形钢管混凝土受弯构件具有良好的延性和后期承载力,其抗弯性能优于同等条件用钢量的等壁厚矩形钢管混凝土构件。所得结论可供有关工程设计和理论研究参考。     

钢管再生混凝土短柱轴压性能试验研究

通过对6根钢管再生混凝土短柱及3根普通钢管混凝土短柱进行轴压试验,研究不同长径比和再生骨料取代率对钢管再生混凝土短柱轴压力学性能的影响。研究结果表明:钢管再生混凝土短柱的变形破坏形式与普通钢管混凝土短柱相似;随再生骨料取代率及长径比的增加,钢管再生混凝土短柱的极限承载力下降。基于试验验证普通钢管混凝土短柱极限承载力计算方法对钢管再生混凝土短柱的适用性,计算值与试验值吻合较好。