新型装配式方钢管混凝土柱-H型梁空间节点滞回性能分析

提出了一种新型装配式方钢管混凝土柱-H型梁空间连接节点,设计了2个系列的节点试件,利用有限元软件ABAQUS对低周反复荷载作用下的试件进行模拟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、滞回曲线与试验结果吻合较好。在此基础上,选取新型中层空间连接节点来研究此类新型空间节点的滞回性能,研究结果表明:平面节点与空间节点的破坏模式一致,均为梁端塑性铰破坏;角柱节点的滞回性能弱于平面节点,边柱与中柱节点的滞回性能与平面节点相似。     

方钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点静力和滞回性能分析

采用有限元软件ANSYS对方钢管混凝土柱—钢梁节点进行了非线性静力分析和滞回分析,讨论外隔板式节点翼缘斜率对节点的应力分布规律、承载力、延性和滞回性能的影响。分析表明,外隔板式节点具有很好的刚度和延性,节点滞回环饱满,耗能能力强,当梁端翼缘斜率不小于1/4时,可获得更好的受力性能。梁柱连接处柱脚附近应力集中现象严重,因此梁柱连接的焊缝质量要有充分保证。     

方钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点静力和滞回性能分析

采用有限元软件ANSYS对方钢管混凝土柱-钢梁节点进行了非线性静力分析和滞回分析,讨论外隔板式节点翼缘斜率对节点的应力分布规律、承载力、延性和滞回性能的影响.分析表明,外隔板式节点具有很好的刚度和延性,节点滞回环饱满,耗能能力强,当梁端翼缘斜率不小于1/4时,可获得更好的受力性能.梁柱连接处柱脚附近应力集中现象严重,因此梁柱连接的焊缝质量要有充分保证.     

方钢管混凝土柱-工字型钢梁节点荷载-位移滞回曲线建模与分析

针对钢管混凝土柱-钢梁节点的梁端荷载-位移滞回曲线多采用试验数值分析方法,缺乏理论建模分析的不足,提出一种方钢管混凝土柱-工字型钢梁节点荷载-位移滞回曲线的建模与分析方法。该方法分析钢筋混凝土梁柱节点梁端位移的建模方法,提出节点构件梁端荷载-位移的计算模型,并采用T-L双线性模型建立节点构件的弯矩-曲率恢复力的计算模型,同时,提出钢梁节点荷载-位移滞回曲线分析流程。以典型的方钢管混凝土柱-工字型钢梁缀板连接节点为例,采用提出的节点荷载-位移计算模型计算节点荷载-位移滞回曲线,并采用ANSYS建立其三维有限元数值分析模型,对节点构件滞回性能进行非线性有限元数值仿真模拟。理论计算、仿真模拟和静态试验对比分析的结果表明:采用提出模型计算的荷载-位移滞回曲线和骨架曲线与仿真模拟及试验数据结果的吻合度高,能够反映出节点受力的基本特性。     

钢管混凝土柱与钢梁连接节点非线性有限元分析

本文主要围绕矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点的非线性有限元分析展开,采用有限元分析软件ANSYS,初步解决了该种类型节点有限元分析的关键问题。计算结果与试验结果的对比表明,本文采用的分析方法,可以比较准确地预测低周反复荷载作用下矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点的滞回特征,可用于类似结构的计算分析及其受力机理的探讨。     

钢管混凝土柱与钢梁连接节点非线性有限元分析

本文主要围绕矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点的非线性有限元分析展开,采用有限元分析软件ANSYS,初步解决了该种类型节点有限元分析的关键问题。计算结果与试验结果的对比表明,本文采用的分析方法,可以比较准确地预测低周反复荷载作用下矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点的滞回特征,可用于类似结构的计算分析及其受力机理的探讨。     

钢管混凝土叠合柱-混凝土梁节点滞回性能的有限元分析

在考虑往复荷载作用下混凝土材料的刚度损伤和恢复,以及钢材的包辛格效应的基础上建立了钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁节点在柱端恒定轴压力和梁端往复侧向力共同作用下的有限元分析模型。有限元模型考虑了几何非线性和材料非线性的影响,并合理考虑了节点核心区各组件之间的接触作用。采用有限元模型模拟了4个组合节点试件的滞回试验,计算的破坏模态和荷载-位移滞回曲线均和试验结果吻合良好。在此基础上,利用该模型对节点受荷全过程的工作机理进行了分析,细致剖析了节点区各部件的应力、应变发展状态以及节点的破坏机理。此外,还对节点的滞回性能进行了参数分析,研究了各重要参数如核心区构造、楼板、柱轴压比和梁抗弯能力等对其荷载-位移关系曲线和极限承载力的影响规律。研究结果可为此类组合节点的工程抗震设计提供参考和依据。     

波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁框架节点的抗弯性能研究

提出一种新型波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁框架节点形式——在节点核心区沿钢梁上下翼缘方向设置贯通隔板,梁翼缘设置加强板,柱四角布置方钢管并沿高度方向焊接波纹侧板形成钢骨架,骨架腔内灌注混凝土。利用ABAQUS软件建立有限元数值模型,并与常规节点的滞回性能、受力特性和破坏模式进行对比,发现设置加强板能有效提高节点的承载力,且能使塑性铰沿翼缘外移,两类节点的滞回曲线均较为饱满,耗能性能和延性较好。分析加强板厚度、混凝土强度、柱钢材强度等因素对此类节点抗弯承载力的影响,结果表明：加强板厚度、钢梁钢材强度、钢梁极限弯矩和梁柱线刚度比对节点抗弯承载力有显著影响。在参数分析的基础上建议了波纹侧板钢管混凝土组合柱-钢梁节点的抗弯承载力简化计算公式,简化计算公式所得结果与有限元结果吻合良好。     

预压碟簧自复位装配式混凝土梁柱节点滞回特性研究

为提升装配式RC框架结构的可恢复性能，提出了一种带有可控塑性铰的自复位装配式RC梁柱节点(PJ-CPH),其中可控塑性铰是由机械铰、摩擦耗能装置和碟簧自复位装置组合而成。将碟簧自复位装置简化为非线性弹簧元件，摩擦耗能装置简化为蜗簧元件和阻尼元件串联，给出了PJ-CPH的力学模型，建立了PJ-CPH的恢复力模型。采用ABAQUS软件对5个不同设计参数的PJ-CPH在低周往复荷载作用下的滞回性能进行模拟，结果表明：PJ-CPH的滞回曲线呈现“旗帜形”特征，提出的恢复力模型与有限元计算结果吻合良好，能够较好预测PJ-CPH的滞回特性；碟簧自复位装置提供的复位弯矩与摩擦耗能装置的启动弯矩平衡时，摩擦片残余弹性扭转变形无法完全自复位；在摩擦耗能装置启动弯矩不变的情况下，当复位率大于1.00时，提高复位率并不能减小梁端残余位移，反而会增加残余位移。     

T形件单向螺栓连接方钢管柱-H形钢梁抗弯节点性能研究

在对方钢管柱-H形钢梁顶底T形钢单向螺栓连接节点进行了单调静力加载试验基础上,利用ABAQUS软件进行有限元分析,通过对比验证了有限元模拟结果的准确性.基于试验节点(BASE节点)模型,通过改进节点构造,建立5个系列的节点有限元模型,以模拟分析不同构造下的节点性能.研究结果表明,增加柱壁厚度能够明显提高节点的初始转动刚...     

方钢管混凝土穿芯高强螺栓-端板节点滞回性能研究

对3个方钢管混凝土柱穿芯高强螺栓-端板节点试件进行了伪静力试验研究。采用有限元程序ANSYS对节点进行了循环荷载作用下的三重非线性有限元分析,研究了轴压比、混凝土强度、高强螺栓预拉力、端板厚度及端板加劲肋等因素对节点滞回性能的影响。结果表明,轴压比和混凝土强度对节点滞回性能影响较小,减小高强螺栓预拉力将显著降低节点的耗能能力,端板加劲肋和端板厚度对节点性能有明显的影响,但设置加劲肋比增加端板厚度对改善节点性能更有效。试验与计算结果表明,穿芯高强螺栓-端板节点具有很好的强度、刚度、延性和耗能能力。     

方钢管柱与H型钢梁连接形式评述

对目前应用与研究较多的几类方矩形冷成型钢管柱-H型钢梁连接节点以及铸钢节点按构造形式和受力机理进行分类,并对各自的技术经济指标进行对比分析;概述铸钢节点的优点和推广的可能性.通过对这些节点形式的技术经济指标的比较分析,表明每种节点都有其固有的优点和不足,寻找一种技术经济各方面性能都很优异的节点形式是不现实的,在实际选择和开发节点时要根据具体情况扬长避短,工程设计人员要根据节点所在结构的受力特点选择合适的节点形式.     

反复荷载作用下L形钢管混凝土柱滞回性能研究

本文介绍了7根L形钢管混凝土柱试件在承受常轴力和水平荷载作用下的试验研究.试验中考虑了不同的轴压比、内部有无加劲和加载方式对试件抗震性能的影响.试验结果表明.内部加劲能够明显地延缓柱子钢板的屈服,而且柱子的耗能能力和延性也有较好的改善.最后通过编写计算程序,对L形钢管混凝土柱的荷载-变形进行了全过程分析.考察了常用的方钢管混凝土柱的钢材和混凝土的本构关系对L形钢管混凝土柱纤维模型数值分析的适用性,计算得到的弯矩一轴力一曲率关系和荷载一位移关系与试验结果吻合较好.     

带直角六边形钢管混凝土柱的滞回性能研究

带直角六边形钢管混凝土柱具有表面平整和抗震性能好的优点,已被应用于实际工程中.为进行该类结构的非线性抗震分析,基于有限元法研究了其滞回性能,并开展了参数分析,主要参数包括:含钢率、混凝土强度、钢材强度、轴压比和长细比.分析结果表明:该类组合构件的承载力随着含钢率和钢材强度的增大而提高,随着长细比和轴压比的增大而降低;抗弯刚度随着含钢率的增大而增大,随着长细比的增大而减小;长细比和轴压比对骨架曲线形状的影响较大;骨架曲线下降段刚度随着轴压比和混凝土强度的增大而增大,随着长细比的增大而减小;构件绕强轴破坏时具有更好的延性.最后给出了该类构件的荷载-位移恢复力建议模型,简化计算结果和试验结果吻合较好.     

圆形钢管混凝土梁柱接头之耐震行为

本研究以试验与理论方式，探讨圆形钢管混凝土柱与H型钢梁交会区之钢管径厚比与接头型式等对力量传递、破坏模式及韧性行为之影响。实验方面，设计五个试体，共四种接头型式，以梁翼与隔板的接合方式不同、有无内隔板及接头区径厚比为变化参数，于梁端施以反复载重来观察梁柱接头的力变形行为。经由理论分析与实验结果比较可发现，由Fulku-moto与本提出之新理论模式来预测交会区的行为，其结果都在合理范围内。     

新型自复位Y型偏心支撑钢框架结构的滞回性能

通过将传统Y型偏心支撑中耗能梁段制作材料更换为形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA),提出了一种具有自复位功能的新型Y型偏心支撑钢框架结构。使用ANSYS有限元软件建立了Y型偏心支撑钢框架结构的微观有限元模型,在验证有限元模型合理的基础上,对比分析了传统结构与自复位结构的滞回性能、延性、刚度退化、耗能能力及自复位功能。研究发现新型自复位Y型偏心支撑结构具有良好的自复位功能与延性性能,且初始抗侧刚度及刚度退化与传统结构相当,但耗能能力一般。     

带肋薄壁方钢管混凝土柱抗震性能研究

对7根设肋薄壁方钢管混凝土柱进行了拟静力试验,研究了加劲肋设置数量、轴压比和长细比对试件的承载能力、延性和耗能能力的影响.同时使用ABAQUS软件对带肋薄壁方钢管混凝土柱进行了受力全过程分析,模拟结果与试验结论基本一致.研究结果表明:在达到承载力前,无肋试件已经发生鼓曲,鼓曲在达到承载力后迅速增大从而导致焊缝开裂,钢管对混凝土的作用未充分发挥时试件就已破坏.带肋试件由于加劲肋对外部钢管的拉结作用,延缓了试件局部鼓曲的发生,试件材料性能得以充分利用,因此带肋试件的承载力、延性性能和耗能性能均优于无肋试件,且随着加劲肋设置数量的增多,试件的受力性能也得到明显改善.     

带肋方钢管混凝土短柱性能研究

文章进行了1根无肋和5根带肋方钢管混凝土柱的轴压试验,通过改变试件的截面形式对试件的荷载-位移曲线、极限承载力等方面进行研究。结果表明,在含钢率不变的前提下,设置加劲肋的方钢管混凝土的极限承载力低于无肋方钢管混凝土,该试验设置的纵向加劲肋在一定范围内能够改善方钢管混凝土短柱的延性性能。     

带肋薄壁方钢管混凝土柱抗震性能研究

对7根设肋薄壁方钢管混凝土柱进行了拟静力试验,研究了加劲肋设置数量、轴压比和长细比对试件的承载能力、延性和耗能能力的影响.同时使用ABAQUS软件对带肋薄壁方钢管混凝土柱进行了受力全过程分析,模拟结果与试验结论基本一致.研究结果表明:在达到承载力前,无肋试件已经发生鼓曲,鼓曲在达到承载力后迅速增大从而导致焊缝开裂,钢管对混凝土的作用未充分发挥时试件就已破坏.带肋试件由于加劲肋对外部钢管的拉结作用,延缓了试件局部鼓曲的发生,试件材料性能得以充分利用,因此带肋试件的承载力、延性性能和耗能性能均优于无肋试件,且随着加劲肋设置数量的增多,试件的受力性能也得到明显改善.