隔板贯通式节点抗震性能试验研究

为了研究方钢管混凝土柱与钢梁连接的隔板贯通式节点的抗震性能,设计了一个低周反复荷载作用下的T字形足尺隔板贯通式梁柱节点试件的拟静力试验。通过研究拟静力试验的滞回曲线来分析研究它的耗能能力。并分析了试件的破坏过程及破坏特征,对节点的延性、能量耗散等抗震性能指标进行了深入的研究,采用ANSYS程序对它进行了有限元分析,探讨了试件的隔板厚度,核心混凝土强度等参数对节点抗震性能的影响。通过研究得出隔板贯通式节点有较高的承载力和较好的延性,较强的耗能能力和抗震性能。     

方钢管混凝土柱-H型钢梁组合节点抗震性能试验

目的 研究不同参数下的隔板贯穿式方钢管混凝土柱-H型钢梁组合节点的抗震性能.方法 对2组共6个隔板贯穿式方钢管混凝土柱-H型钢梁足尺节点试件进行低周往复荷载试验,并且完成节点的非线性有限元分析,明确各试件的破坏过程及特征,并对节点的承载力、延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能指标进行分析.结果 隔板贯通节点滞回曲线饱满,具有较强的耗能能力,同时从强度和刚度退化曲线中可以观察到退化现象,并且满足“强柱弱梁,强节点,弱杆件”的设计原则.结论 改变贯穿隔板的厚度对节点的抗震性能、延性性能以及刚度和强度退化影响不是很明显,但是随着隔板厚度的增加节点的抗震性能逐渐增强;改变贯穿隔板的外伸长度对节点的抗震性能有一定的影响.     

钢管混凝土柱隔板贯通节点局部抗拉性能研究

钢管混凝土柱隔板贯通节点局部抗拉性能研究对改进方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘的结构性能具有重要意义。文章基于7个十字形隔板贯通节点试件的静力拉伸试验,考虑几何非线性、钢材与混凝土接触非线性和各种材料非线性等多重非线性因素,采用ANSYS有限元软件建立三维实体模型,对隔板贯通节点进行了单调加载分析。结果表明:有限元分析得到的荷载-位移曲线与试验结果吻合较好;与试验值相比,节点屈服承载力有限元计算值的误差均在5%以内,极限承载力有限元计算值的误差小于14%。有限元分析结果可为隔板贯通节点承载力计算公式与设计方法的研究提供参考。并提出了改进节点局部抗拉性能的设计建议。     

方钢管混凝土柱—钢梁节点静力受拉性能研究

为研究方钢管混凝土柱与钢梁翼缘连接的受力性能,对隔板贯通节点梁翼缘受拉模型进行了十个节点试件的静力拉伸试验,试验结果表明,隔板贯通节点具有较高的承载力和良好的延性.采用ANSYS程序对了节点进行了单调加载分析,非有限元分析得出的荷载-位移曲线与试验结果吻合较好.在此基础上对隔板贯通节点进行了参数分析,研究结果表明:影响节点受力性能的主要因素是隔板的厚度、浇注孔径和钢管的宽厚比,在钢管中填充混凝土可以显著提高节点的屈服承载力和刚度,加大隔板与翼缘连接处的圆弧半径有利于改善节点的受力性能,避免节点发生脆性破坏.     

矩形钢管混凝土柱-H型钢梁隔板贯通式节点试验研究

开展了2个构造不同的矩形钢管混凝土柱-H型钢梁隔板贯通式节点试验,重点研究了低周反复荷载下节点的滞回曲线、破坏形态、位移延性等指标.结果表明2个节点的破坏形态均为梁端形成塑性铰;实现了“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的设计目标;2个节点的滞回曲线均呈梭形,表现出较好的耗能性能;节点构造对其位移延性影响显著.     

方钢管混凝土柱-钢梁节点形式探讨

方钢管混凝土柱-钢梁节点的结构性能直接影响钢管混凝土结构在住宅建筑工程中的推广和应用.为了使设计人员对方钢管混凝土柱-钢梁节点形式有一个较为全面的了解,本文按铰接、半刚接和刚接三种节点类型分别介绍了目前常用节点的构造型式和受力特点,并简要介绍了刚接节点的研究现状.在此基础上提出了两种新型刚接节点-隔板贯通式节点和外肋环板节点,最后结合工程建设中的实际情况,对方钢管混凝土柱-钢梁节点今后的研究方向提出一些看法和建议.     

方钢管混凝土柱-钢梁节点形式探讨

方钢管混凝土柱-钢梁节点的结构性能直接影响钢管混凝土结构在住宅建筑工程中的推广和应用，为了使设计人员对方钢管混凝土柱-钢梁节点形式有一个较为全面的了解，本文按铰接、半刚接和刚接三种节点类型分别介绍了目前常用节点的构造型式和受力特点，并简要介绍了刚接节点的研究现状，在此基础上提出了两种新型刚接节点-隔板贯通式节点和外肋环板节点，最后结合工程建设中的实际情况，对方钢管混凝土柱-钢梁节点今后的研究方向提出一些看法和建议。     

钢管混凝土柱-钢梁环板节点抗剪性能数值模拟

为了研究钢管混凝土柱-钢梁环板节点的抗剪性能,采用ABAQUS软件对节点进行了数值模拟.通过对大量的典型算例进行数值模拟,验证模型的合理性.在此基础上,依据规范所规定的节点设计的一般原则,建立钢管混凝土柱-钢梁环板节点的有限元典型试件模型,并对该模型进行单调加载下的全过程分析.依据所得到的有限元数值模拟结果,分析节点宏观的破坏形态以及微观的剪力-剪切变形关系,以此来明晰节点的受剪机理,从而为抗剪设计提供一定的依据.     

实复及空复式钢管混凝土梁柱节点抗震性能分析

为了对比分析实复式与空复式钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,利用有限元软件ABAQUS对实复式钢管混凝土柱-钢梁节点进行了模拟,并与实测试验数据进行了对比.通过建立空复式钢管混凝土柱-钢梁节点模型,完成了实复式及空复式钢管混凝土梁柱节点的抗震性能对比分析.结果表明,实复式钢管混凝土柱-钢梁节点的延性系数、耗能能力、强度退化和刚度退化等抗震性能指标均优于空复式钢管混凝土柱-钢梁节点.     

斜交网格Y型转换层节点受力性能试验

为了解斜交网格中Y型转换层节点的受力性能,笔者通过对与某实际工程相似比为1:3的2个Y型节点模型进行对称加载和非对称加载静力试验,并利用ABAQUS软件开展对应的数值模拟分析,分析带内隔板方钢管混凝土柱-钢梁刚性节点的受力和变形特征,验证其构造的合理性。试验结果与数值模拟一致表明:加载过程中,节点核心区变形不显著,斜柱将先于节点区破坏,节点区将能有效传递斜柱内力,起到良好的联结作用,满足节点承载力大于构件承载力的强节点设计原则。     

钢框架结构的节点设计与应用

钢结构的抗震设计应符合"强节点弱构件、强柱弱梁、强焊缝弱钢材"的"三强"设计原则.连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一,"三强"设计原则中有两条涉及到节点的设计.根据《建筑抗震设计规范》第8.2.8条的规定,对钢结构构件连接应按地震组合内力进行弹性设计,并进行极限承载力计算.楼板与钢梁之间的连接也是节点设计的一个关键,可靠的连接能保证楼盖的整体性,从而有效地传递和分配地震作用.对于节点域不满足规范要求的,可以采取构造措施加强节点域.在结构分析前,就应对节点的形式有充分思考与确定,最终设计的节点与结构分析模型应与使用形式完全一致.     

外包钢套法加固钢筋混凝土框架节点试验研究

在汶川地震中大批框架节点受损破坏,亟需找一种方法对这些节点进行加固修复.为此,设计制作了4个3维钢筋混凝土框架节点进行试验,研究外包钢套法加固震损节点的抗震性能.试验流程为先对框架节点进行预震损,然后进行裂缝修补和外包钢套法加固,最后进行低周反复破坏试验.结果表明,加固后的框架节点由"弱柱强梁"转变为"强柱弱梁"的破坏形式.由对节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数等参数的分析可知:外包钢套法可以显著提高节点刚度,延性等抗震性能.通过外包钢套加固,预震损节点的承载力和抗震性能恢复并超过了节点预震损前的承载力和抗震性能.     

半刚接钢框架-钢板剪力墙结构滞回性能的有限元分析

为研究半刚接钢框架钢板剪力墙结构（Partially-restrained Steel Frame-Steel Plate ShearWall）的抗震性能,利用经试验验证的双向等效拉杆模型分析了低周往复荷载作用下梁柱半刚性连接对强、弱框架SPSW结构滞回性能、承载力、刚度、耗能能力的影响。分析结果表明：SPSW结构的滞回曲线具有双重特征,当周边钢框架较强时,滞回曲线趋于饱满;当内填剪力墙板较强时,滞回曲线趋于捏缩。随着节点抗弯承载力的增加,强、弱框架的SPSW结构的滞回性能趋于饱满,耗能能力增强,水平承载力呈增大趋势,但对强框架SPSW结构的影响程度大于弱框架SPSW结构。节点抗弯承载力对强框架SPSW结构的抗侧刚度影响较大,对弱框架SPSW结构抗侧刚度影响相对较小。     

露出型钢柱脚力学性能的有限元分析

露出型钢柱脚是钢结构厂房与基础相连接的重要部位,因此在对此类钢结构进行设计前需要对柱脚的力学性能进行全面深入的研究。采用有限元软件建立了考虑接触的三维有限元模型,对露出型钢柱脚进行了循环荷载下的非线性分析,讨论了轴向力、锚栓枚数等因素对其破坏模式和极限承载力的影响,并通过得到的弯矩—转角滞回曲线及骨架曲线,研究了柱脚的恢复力特性和耗能性能,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,露出型钢柱脚呈滑移型滞回特征,滞回曲线较为饱满,耗能能力强,与试验结果吻合较好,研究结果对这种钢柱脚的设计与应用提供了参考。     

梁端翼缘扩大型梁柱节点抗震性能和设计方法

为使钢框架梁柱节点满足强柱弱梁的抗震设计原则,并使梁上塑性铰远离梁柱节点区,对梁端翼缘扩大型(包括侧板加强型和翼缘端部放大型)钢框架梁柱节点进行了往复荷载下的试验研究,得到了节点类型和梁端翼缘扩大尺寸对节点滞回性能、延性和耗能能力等指标的影响规律.在使用非线性有限元程序对试验结果进行数值模拟的基础上,研究了梁端翼缘扩大段的长度及宽度等参数对节点性能的影响规律和有效取值范围,给出了实用设计方法.使用梁端翼缘扩大型钢框架节点可以有效实现梁端塑性铰外移,是一种在抗震设计中值得推广的具有良好延性和塑性转动能力的新型节点形式.     

方钢管混凝土柱与U形钢组合梁分离式内隔板节点抗震性能试验研究

为研究方钢管混凝土柱与U形钢组合梁分离式内隔板节点的抗震性能,对4个节点试件进行低周反复加载试验,试验参数为内隔板形式和梁柱交界面处有无加强连接。分析各试件的破坏模式、滞回性能、延性、耗能等指标,并给出加劲板的设计建议。结果表明：4个节点试件的破坏模式均为梁端受弯破坏,滞回曲线呈反S形、有明显的捏缩现象;试件的位移延性系数μ为2.3~3.1,弹性层间位移角θ_y为1/68~1/53,弹塑性层间位移角θ_u为1/28~1/19,等效黏滞阻尼系数ζ_eq为0.12~0.16,变形能力较好,并具备一定耗能能力;改变内隔板形式对试件的承载能力影响较小,但相较于传统内隔板节点试件,分离式内隔板弱轴节点试件的耗能能力有所降低;加强梁柱交界面处的连接可减缓刚度退化速度、显著提高节点的承载能力和耗能能力。     

Differential uplift and settlement between inner column and diaphragm wall in top-down excavation

Top structure and basement will confront the risk of being damaged on account of large stress and strain fields incurred by differential uplift and settlement between inner column and diaphragm wall in top-down method. Top-down excavation of the Metro Line 10 in Shanghai was modeled with finite element analysis software ABAQUS and parameters of subsoil were obtained by inverse analysis. Based on the finite element model and parameters, changes in the following factors were made to find more effective methods to restrain differential uplift and settlement: length of diaphragm wall, thickness of jet-grouting reinforcement layer, ways of subsoil reinforcement, sequence of pit excavation, connection between slabs and diaphragm wall or column and width of pit. Several significant results are acquired. The longer the diaphragm wall is, the greater the differential uplift between column and diaphragm wall is. Rigidity of roof slab is in general not strong enough to keep diaphragm wall and column undergoing the same uplift during excavation; Uplift at head of column and differential uplift between column and diaphragm wall decrease when subsoil from-16.6 to-43 m in pit is reinforced through jet-grouting. But, as excavation proceeds to a lower level, benefit from soil reinforcement diminishes. During the process applying vertical load, the larger the depth of diaphragm wall is, the smaller the settlement is at head of column and diaphragm wall, and the greater the differential settlement is between column and diaphragm wall. When friction connection is implemented between column, diaphragm wall and floor slabs, uplifts at head of column and diaphragm wall are larger than those of the case when tie connection is implemented, and so does differential uplift between column and diaphragm wall. The maximum deflection of diaphragm wall decreases by 58% on account of soil reinforcement in pit. The maximum deflection of diaphragm wall decreases by 61.2% when friction connection is implemented instead of tie connection.     

新型轻钢加层节点累积耗能性能试验研究

为了研究轻钢加层节点的累积耗能性能,设计制作了4种不同形式的轻钢结构加层节点．分别对其进行拟静力试验,并分析其破坏现象、滞回性能、强度退化及累积塑性变形率．结果表明：与传统植筋节点相比,3个新型节点均能有效控制结构裂缝的开展,外包钢强化节点延缓节点承栽力的降低最有效;外包钢强化节点的累积耗能能力提高了115％,碳纤维强化节点和连接形式转化节点的累积耗能能力提高30％左右．     

RC梁-核心区钢管壁开洞组合柱节点试验

为了研究核心钢管壁开洞对钢筋混凝土(RC)梁-组合柱节点区受力性能的影响,完成了4个试件的低周往复加载试验．试验结果表明:试件的力-位移滞回曲线比较饱满,弹塑性变形能力大;梁柱纵向钢筋配筋率以及柱的钢管含钢率与实际高层建筑工程基本一致的试件为梁受弯破坏,实现了强柱强核心区弱梁的抗震设计要求;洞口周围设置加劲板或加厚钢管壁能有效改善钢管壁开洞核心区的抗剪性能,提高核心区的受剪承载力．     

钢管混凝土Y形柱抗震性能试验研究

为了检验地铁车站地下大空间结构柱的抗震性能, 对北京市某地铁车站公共设备区地下空间结构使用的单层钢管混凝土Y形柱进行低周反复荷载试验研究, 主要介绍了缩比试件的设计、制作、安装和试验的方案、进行过程及结果, 给出了钢管混凝土Y形柱的水平荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、等效刚度曲线和等效阻尼比曲线统计数据, 以及部分主要位置的荷载-应变曲线.试验结果及分析表明:Y形铸钢件、圆形截面钢管混凝土柱、顶板等各部分连接安全可靠, 能够保证整体结构工作性能良好;试件滞回曲线较饱满, 试件等效阻尼比随水平位移的增加而增大, 试件耗能规律稳定, 表明弹塑性变形能力和抗震性能较好.据实测应变推测, 可能的薄弱部分是钢管柱底部、圆钢管与Y形铸钢件连接处和Y形铸钢节点分叉处.