柱截面改变时方钢管混凝土柱与H型钢梁节点性能研究

对国家标准图集中方钢管混凝土柱与H型钢梁外环板刚接节点及由其衍生的3种方钢管混凝土柱变截面节点,建立了同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元模型,分析了4种形式节点在单调加载和低周反复加载时的受力性能,并研究了外环板宽度对节点力学性能的影响。结果表明：4种形式节点在单调加载时,受力性能差别不大;各节点模型滞回曲线比较饱满,具有较好的延性和耗能能力,没有明显的强度和刚度退化;随着外环板外伸宽度的减小,节点的弹性极限承载力相应降低,现有标准节点偏于保守,外环板外伸宽度可减小约25%。     

分离式圆钢管柱套筒节点与外环板节点的抗震性能试验对比研究

为了研究分离式圆钢管柱套筒节点的抗震性能,对分离式套筒节点和外环板节点进行了抗震对比试验研究,主要对试件节点破坏现象和节点的滞回曲线、刚度退化、极限承载力和延性等受力性能特征进行了对比,分析其抗震性能和变形能力。试验结果表明:新型分离式套筒节点与柱的连接更紧密,能够保证节点核心区的受力,满足"强节点,弱构件"的设计原则;套筒厚度从8 mm增加到10 mm时,能较大幅度提升节点的力学性能;当套筒厚度和外环板厚度都为10 mm时,套筒节点的抗震性能略优于外环板节点。     

新型L形钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究

为改善节点域的受力性能,且易于实现装配化,文中提出了一种新型L形钢管混凝土柱-钢梁连接节点。将梁柱节点核心区管壁进行局部加厚,节点与钢梁之间采用Z字形悬臂梁进行全螺栓连接,无工地焊缝。通过改变节点区域的管壁厚度和是否设置拉结板设计了4个不同的新型节点,以及1个外环板节点模型,利用ABAQUS有限元软件对其进行低周往复荷载作用下的拟静力分析,得出各节点的滞回曲线、割线刚度、破坏特征、延性和耗能等指标,结果表明通过增加节点区管壁厚度和设置交错的拉结板,可以提高钢管的刚度与节点的承载力,改善节点域的受力情况;新型节点的力学及抗震性能均优于外环板节点,且符合建筑结构的抗震要求。     

加劲板对钢空腹夹层板剪力键节点静力特性影响分析

剪力键节点域是保证钢空腹夹层板空间协同工作的关键节点。为研究加劲板对剪力键节点域静力特性的影响,基于通用有限元分析软件,建立4组考虑材料非线性的节点域平面受剪状态数值模型。分析了设置加劲板对节点域受力及变形状态的影响,并选取加劲板宽度、方钢管厚度、剪力键高度作为变量进行参数化分析。分析结果表明,加劲板可以有效降低节点域方钢管的应力,保证节点域整体变形的特性,避免出现反弯点。根据不同因素的影响程度,发现加劲板的宽度对节点域的静力性能影响最大,提出了加劲板设置的合理尺寸范围的建议值,分析结论可为类似工程应用提供参考。     

装配式交错桁架上弦与柱连接节点静力性能试验研究

对4个1∶2缩尺、采用外环板-端板形式的装配式交错桁架上弦-方钢管混凝土柱节点试件的静力性能进行了试验研究,包括节点的破坏模式、承载力、刚度、延性和应变反应。试验结果表明,水平单调荷载作用下,节点的竖板、节点板、外环板和柱壁相继屈服进入塑性;各节点试件在破坏前,其承载力均未出现下降,说明该上弦节点具有良好的承载力和安全储备;节点的外环板厚度越大,其弹性刚度越大,且承载力越高;节点偏心距越大,其延性系越好。     

内置加劲板T型方钢管节点滞回性能研究

方钢管相关节点因钢管径向刚度较小,可能因径向变形过大导致节点失效,因此,节点区需要进行加固,相比外部加劲方式,内置加劲板可显著提高节点的静力承载力、减小节点变形。为探讨设置内加劲板后节点的抗震性能,论文采用数值分析的方法探讨了不同加劲构造情况下节点的破坏模式、节点的延性和耗能能力。分析结果表明,加劲板的设置改变了节点的破坏模式、由主支管交界处的局部屈曲转移到了离主支管交界处一段距离处。     

钢框架肋板加强式连接节点域的力学性能研究

为深入研究钢框架肋板加强式连接节点域抗震机理,采用有限元数值模拟分析方法对比分析肋板加强式和普通梁柱连接节点域在整个加载过程中的变形、应力变化规律及极限承载力。结果表明:随梁端位移增加,肋板加强式连接节点域变形呈板件中心鼓曲并逐渐向四周扩散的环状分布状态,节点域中心处剪切变形最大,四周边缘较小;肋板加强式连接节点域的剪力-剪应变曲线更加饱满,具有稳定的塑性变形能力和良好的耗能能力,其抗剪承载力明显提高;肋板加强式连接节点域进入塑性阶段后,节点域等效应力和剪应力有所降低,表明梁端设置的加强肋板可以提高梁柱连接节点域的耗能能力。     

方钢管混凝土柱-H型钢梁外环板节点抗剪性能研究

设计了3个方钢管混凝土柱-H型钢梁外环板节点试件,通过低周往复荷载试验,研究节点抗剪性能.根据试验现象和结果对节点破坏形式、梁端荷载-位移滞回曲线和骨架曲线进行分析.结果表明试件全部发生核心区剪切破坏,主要特征为核心区钢管腹板撕裂,随着轴压比增加还出现了外环板与钢管柱焊缝断裂的现象.分析轴压比对外环板节点抗剪性能的影响...     

圆钢管框架柱与H形钢梁连接的节点构造研究

对钢框架结构圆管框架柱与H形钢框架梁连接设置外环板的节点进行了有限元计算,分析研究了圆管框架柱与框架梁连接节点设置的外环板形状、宽度、柱壁厚及柱上应力对框架节点区应力的影响,并对影响外环板的宽度取值因素进行了研究,供同类设计参考。     

刚性柱外传力式梁柱节点数值分析

针对传统刚性梁柱节点进行加固,建立刚性梁柱外传力式节点三维有限元模型,分析该类节点在静力荷载下的位移变化和应力分布情况及破坏形式。对有无传力板节点进行了比较分析,同时也分析了刚性柱外传力式梁柱节点在不同柱轴力、传力板厚度、传力板宽度时的极限承载力,得到该类节点极限承载力变化规律。研究表明:主要应力分布不再集中在梁柱连接处,主要的应力转移到了传力板上和传力板连接处的梁翼缘上,并且梁柱连接处应力较小。在同样的梁端荷载作用下,刚性梁柱外传力式节点的钢柱管壁并未发生变形。由此可以看出,增加传力板使得节点域应力得到了改善,实现了柱外传力。另外,刚性梁柱外传力式节点的极限承载力明显高于传统刚性梁柱节点。计算结果发现传力板的厚度(宽度)以与梁翼缘厚度(宽度)相等为宜,传力板厚度(宽度)过小,传力不明显,节点承载力低,易破坏。当传力板厚度(宽度)大于梁翼缘厚度(宽度)时,传力板的加固效果并不明显。本文研究为今后节点的加固工程应用提供参考依据。     

节点域性能的研究

节点域的厚度直接影响着节点的刚度、强度和变形 ,从而影响框架的抗震性能。在罕遇地震下 ,要求钢框架能够抵抗比多遇地震下大得多的变形。这种变形一般是非弹性的 ,其大小取决于框架中每个组成部分的相对强度和刚度。如果节点域的厚度取得合适 ,则既能够参与耗散能量 ,又不致使钢框架产生过大的层间变形。对计算节点域厚度的各种方法进行了比较 ,并就节点域板剪切变形的计算方法进行了探讨。     

箱形节点域连接的工字形柱钢框架抗震性能试验研究

为研究采用箱形节点域与工形柱连接的钢框架结构的抗震性能,对由工字形柱强轴与弱轴方向采用箱形节点域连接的2榀钢框架结构进行了低周反复加载试验。试验结果表明:强轴连接钢框架具有较高的承载能力及良好的滞回性能,破坏时梁端出现塑性铰;弱轴连接钢框架的承载力相对偏低,但具有优于强轴连接钢框架的变形能力,且在弹塑性变形阶段具有与强轴连接钢框架相近的耗能能力,破坏模式与强轴连接基本相同;两榀钢框架的位移延性系数在2~3之间;试验中两榀钢框架的节点域始终处于弹性工作阶段,均未发生屈服。这表明箱形节点域连接属于"强节点域"连接,达到了"强节点弱构件"的抗震要求。箱形节点域连接可以有效减小节点域的剪切变形,采用该连接进行工字形柱钢框架设计时,在抗震设计中可以忽略节点域剪切变形对层间位移的影响。     

螺栓端板连接节点加固后承载性能有限元分析

已有试验表明,螺栓端板连接梁柱节点具有良好的受力性能,但节点刚度较小,循环荷载作用下破坏模式以螺栓拉断为主。当建成的结构由于各种因素螺栓端板节点承载性能不能满足要求时,需要进行加固以提高节点刚度和承载力。改：善其抗震性能,本文提出了在柱腹板加斜向加劲肋,并对端板进行焊接的加固方案。有限元分析表明加固后节点的刚度、延性和承载力都得到提高。静力加载时,荷载一位移曲线在达到峰值后出现平缓的下降段;循环加载时,节点破坏模式是梁翼缘发生局部屈曲形成塑性较,滞回曲线饱满。由于使用了焊缝,节点有可能发生脆性破坏,加固中应尽量使用较小尺寸的焊缝,施工中也应保证焊缝的质量,减小残余应力。     

钢管混凝土柱-钢梁边柱外加强环螺栓连接节点抗震性能

传统钢管混凝土柱-钢梁外加强环焊接节点,由于环板上应力集中现象严重,环板与钢梁连接处易出现撕裂破坏.为此,提出了一种装配式螺栓连接节点形式,即将钢梁伸入上下外环板之间,钢梁翼缘与斜直边环板采用高强度螺栓连接,改变节点连接处传力路径,改善环板受力性能.进行了3个边柱节点拟静力加载试验,研究H型钢梁截面高度、外环板与H型钢...     

单层轻钢厂房刚架梁和节点域的加固设计与分析

单层门式刚架轻钢厂房因使用功能改变，会出现构件的强度、刚度或节点承载性能不满足设计要求，需要对其进行加固。本文结合对某制药厂房的加固。采用有限元软件ANSYS对刚架梁和节点域加固方法进行分析计算。分析表明。采用加大原结构构件截面。设置斜向的加劲肋及加腋加固节点域可有效降低构件应力。由于加固前后的节点的受力状态有所不同，故在补强节点域和刚架梁的同时应验算刚架柱的强度。     

方钢管混凝土柱-H钢梁上环下贯栓焊混合节点抗震性能数值模拟北大核心CSCD

为了解决钢结构中钢梁下翼缘焊缝根部易发生脆性断裂的问题,提出一种兼有外环板和贯通隔板的新型栓焊混合装配方钢管混凝土柱-H钢梁连接节点。采用有限元ABAQUS对其进行数值模拟,研究该节点的传力机理、屈服机制、破坏模态和耗能性能。通过有限元参数分析,深入研究轴压比、宽厚比以及外环板厚度对节点抗震性能的影响。结果表明:节点呈现典型弯曲破坏模式,塑性铰发生在梁上翼缘与外环板连接处,节点屈服始于翼缘塑性铰区,经由翼缘扩展至腹板,继而钢管混凝土柱屈曲,最终上翼缘焊缝断裂破坏,且节点表现出良好的转动性能;增大钢管宽厚比和外环板厚度均可提高节点承载力,建议钢管宽厚比取值为35~45,钢梁翼缘与外环板厚度及钢材强度一致。     

钢筋混凝土框架结构火灾后的加固及检测

钢筋混凝土框架结构遭受火灾后,由于混凝土剥落,有效断面减小,强度降低,构件会出现不同程度的变形.对梁、板、柱分别进行加固后,采用应变测量系统进行检测,并根据数据分析及计算结果确定加固的效果.     

装配式交错桁架上弦与柱连接节点抗震性能试验研究

为研究装配式交错桁架结构上弦与柱连接节点的抗震性能,对4个1∶2缩尺、采用外环板-端板形式的装配式交错桁架上弦-方钢管混凝土柱节点试件进行了低周往复循环加载试验,对其破坏模式、承载力、刚度、延性、耗能能力以及应变变化规律进行了分析。试验结果表明,外环板-端板形式的装配式交错桁架上弦-方钢管混凝土柱节点可能出现竖板剪切破坏、柱压弯破坏和节点板撕裂3种破坏模式;当偏心距较小时,节点的承载力和刚度相对较高;节点竖板厚度越小,其塑性发展越充分,节点的滞回耗能能力越好。     

复式钢管混凝土外加强环板节点抗震性能试验研究

外加强环板节点构造简单、传力路径明确,是目前比较成熟且被广泛应用的钢管混凝土结构节点,针对复式钢管混凝土柱设计了其与H型钢梁连接的外加强环板节点,对9个复式钢管混凝土外环板节点试件和1个单钢管混凝土对比节点试件进行了低周往复荷载试验,以轴压比、外环板宽度、梁柱线刚度比以及锚固腹板是否加肋作为主要变化参数,研究了新型节点破坏形态、破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力及强度刚度退化等性能。试验研究结果表明:梁柱线刚度比小的节点试件易形成梁端弯曲破坏形态,而梁柱线刚度比大易形成柱端压弯破坏形态;复式钢管混凝土外环板强度和刚度退化均匀、持续、稳定,表现出了良好的耗能能力和变形能力,抗震性能较好;轴压比增大可提高节点试件初始刚度;环板宽度增加可提高节点的延性;锚固腹板加肋可提高节点的承载力。     

复式钢管混凝土柱-钢梁外加强环板节点滞回性能及核心区变形研究

为了研究复式钢管混凝土外加强环板节点滞回性能及核心区变形场,基于数字散斑方法（DSCM）进行了复式钢管混凝土外加强环板节点低周往复加载试验,对节点的梁柱相对转角变化、核心区受剪性能、节点初始转动刚度以及滞回耗能特性等进行了分析。结果表明：节点弯矩-转角和核心区剪力-剪切变形滞回曲线没有捏拢,呈饱满的梭形,说明节点耗能性能良好;提高环板宽度、锚固腹板加肋和轴压比增大均可提高节点初始转动刚度和节点域抗剪刚度;提高梁柱线刚度比可提高节点的受弯能力、耗能能力和节点域剪切变形能力。节点域剪切变形对复式钢管混凝土柱 钢梁相对转角贡献较大,占比超过30%。测得的核心区剪应变云图分布基本发展为沿对角线对称,后期随着荷载增加,破坏形态为梁端弯曲的试件节点域剪应变发展较缓,而柱端压弯破坏的试件剪应变发展充分,在整个加载过程中,其节点核心区剪应变为梁端弯曲破坏试件的2~3倍。