轻型门式刚架抗震性能试验研究

进行了铰接柱脚变截面门式刚架的滞回加载试验,刚架构件腹板的最大高厚比为94.05,超过GB 50011-2001《建筑抗震设计规范》的限值。试验中刚架变形集中于梁柱连接节点和梁梁连接节点附近的梁段,刚架最终破坏模式也为此处的屈曲破坏。试验得到了完整的荷载位移曲线,并通过其骨架曲线得到了刚架的延性系数,均值为3.09,表明刚架延性较好。进行了单调和滞回加载的有限元分析,通过与试验结果进行比较验证了有限元模型的可靠性。在试验和有限元结果的基础上,对此类刚架的抗震性能进行了分析,结果表明刚架因形成多个屈曲段而成为“机构”,形成机构前有一定耗能能力,地震作用下承受较小重力荷载的刚架水平位移限值可适当放宽。提出了单位能效比的概念,定义为刚架耗能与刚架构件总用钢量的比值,用于综合评价门式刚架钢结构的抗震性能和设计合理性。     

门式刚架构造改进型节点试验研究

通过对门式刚架梁柱改进型和常规螺栓端板竖放连接节点的低周往复加载试验,对试件的承载力、滞回曲线、刚度退化和等效粘质阻尼系数及破坏模式等进行研究,且分析了试件破坏的原因.结果表明:经过构造改进的圆弧形整体式和弧形加腋螺栓端板竖放节点比常规节点,向下极限承载力均提高21.4%;刚度损伤明显减小;极限荷载时节点域变形较小,避免了高三轴应力作用下节点的脆性破坏;试件SP-2延性和耗能性能明显得到改善,塑性转角满足延性刚架要求.     

门式刚架梁柱端板斜放螺栓连接节点抗震性能试验研究

为了研究门式刚架梁柱端板斜放螺栓连接的抗侧移承载力以及端板厚度和高强螺栓强度等级对于此类节点抗震性能的影响,设计了3个1/2比例门式刚架节点试件进行低周反复水平加载试验,获得了节点的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线和破坏特征等。试验结果表明:试件的梁比柱受力不利,试件破坏主要发生在梁上翼缘靠近节点区域部位;试件的荷载-位移滞回曲线比较丰满,说明节点的耗能能力较强,具有良好的抗震性能。     

轻型门式刚架静力性能试验研究

设计2榀单跨门式刚架并进行静力加载试验,施加的荷载为1.20恒载+1.40活载和1.20恒载+1.40活载+1.40×0.60风载两种组合。分析刚架处于两种荷载组合条件下典型位置的内力和位移,试验结果表明,刚架满足设计要求。运用ANSYS的Shell 181单元进行有限元模拟,模拟结果与试验结果吻合较好。在验证有限元模型的可靠性之后,对模型施加荷载+活载组合并逐渐增大直至破坏,分析刚架最终的破坏模式及机理。     

蜂窝轻钢门式刚架节点抗震性能试验研究

为了研究蜂窝轻钢门式刚架节点的抗震性能,对该类新型节点进行了循环反复荷载试验。共设计4个蜂窝式节点和1个原型钢实腹式节点,考虑了节点连接形式、节点域加劲肋的设置和开孔中心至节点域距离三个变化参数对结构的影响。通过试验得到该类新型节点的破坏特征、荷载-位移曲线以及节点承载力,分析节点的耗能能力、延性、刚度退化等结构性能与变化参数的关系。试验研究表明:与原型钢实腹式节点相比,蜂窝式节点具有承载力高,刚度大的优点,但是耗能能力相对较弱;蜂窝式节点的耗能性能与节点的连接方式以及开孔中心至节点域的距离有关,而节点域加劲肋对节点抗震性能的影响不大。     

节点域局部灌浆节点滞回性能研究

钢框架中常规的加强型节点存在焊接板件过多、施焊困难等缺点.在已有的研究基础上,提出节点域局部灌浆节点.运用ABAQUS有限元软件对节点域局部灌浆节点、柱腹板加补强板节点和传统钢节点进行对比分析,结果表明:节点域局部灌浆节点滞回性能优良,在此基础上,提出了 RBS削弱型节点域局部灌浆节点,其塑性铰出现在距梁端一定距离的削...     

H形梁翼缘与端板非全熔透焊接的节点性能试验研究

对H形梁翼缘与端板分别采用全熔透焊接和非全熔透焊接的节点进行了对比试验。选择板件宽厚比、端板厚度、翼缘板与端板平面的夹角等设计参数,对24个试件进行了单调加载试验,6个试件进行了反复加载试验。试验结果表明:节点无一例发生焊缝破坏,焊缝形式对连接的最大荷载、翼缘近焊缝端应变以及滞回性能等无明显影响;在以局部屈曲为主要控制模式进行设计的轻型门式刚架中,无论对单调静力荷载还是反复荷载,H形梁翼缘与端板的连接都可采用非全熔透焊接。     

轻型门式刚架端板连接节点工作性能分析

本文介绍了在门式刚架轻钢厂房中经常采用的端板连接节点的形式 ,分析了由于它的半刚性对结构变形产生的不利影响。从节点本身的受力机制出发分析了节点的变形基理 ,并介绍了国内外对这一问题的研究现状。提出了对问题而言目前可行的解决办法 ,展望了今后有待进行的研究工作的方向     

变截面门式刚架端板平放试验分析

本试验对一组三个1:2的门式刚架端板平放试件加载至破坏,获取全过程应力-应变的滞回性能曲线及不同现象的破坏。通过对比分析,从而得到门式刚架端板平放受力性能,以及指出在设计时所应注意的问题。     

轻钢门式刚架节点抗震性能模拟分析与研究

采用ABAQUS软件,对12个蜂窝节点和4个实腹节点进行在低周往复循环荷载作用下的模拟数值分析,分析开孔形状、节点处端板是否设置加劲肋、端板放置形式这3个因素对节点的抗震性能的影响。节点抗震性能包括滞回性能、骨架曲线、刚度退化、延性性能、耗能性能、节点域的承载力。模拟分析表明:对于不同开孔形状下的蜂窝节点,抗震性能按圆形孔、正六边形孔、正方形孔的顺序依次变差,对于节点端板设置加劲肋的蜂窝节点和实腹节点抗震性能方面优于未设置端板加劲肋的节点。端板平放的蜂窝节点抗震性能方面优于端板竖放的蜂窝节点。     

Experimental study on seismic behavior of angle connection joints for concrete-filled square steel tubular column to steel beam

为了研究地震作用下方钢管混凝土柱-钢梁角钢连接节点的受力性能,设计了3个梁柱节点试件并对其进行低周往复循环荷载试验,分析了角钢短肢长肢比和角钢厚度对试件的刚度、承载力、耗能能力、延性性能及节点域剪切变形的影响。试验结果表明：角钢连接的塑性铰出现在角钢与柱壁相接触部位,往复荷载下最终破坏形态为角钢与柱壁焊接部位出现角钢撕裂现象,通过增加角钢短肢长肢比和增加角钢厚度可以将塑性铰外移,使角钢与柱壁相接触部位的撕裂程度减轻,从而有效保护节点核心区。增加角钢的厚度对节点的初始刚度及承载力影响明显,随着角钢厚度的增加,节点的初始刚度和承载力随之增加;增加角钢短肢长肢比能够提高节点的耗能能力和刚度。该节点具有较高的承载力、刚度及较大的变形能力,符合抗震设计理念。     

复式钢管混凝土柱与H形钢梁连接节点抗震性能试验研究

借鉴方钢管混凝土柱-钢梁外肋环板节点形式,将非梁柱连接面的柱两侧外肋环板改为竖贴于柱侧的竖向肋板并伸出与梁翼缘焊接,同时设置锚固腹板,形成复式钢管混凝土柱与H形钢梁连接节点。通过7个梁柱组合体试件的低周反复荷载试验,分析各试件的破坏过程及特征,并对试件的滞回性能、承载力、延性、耗能能力和承载力及刚度退化等抗震性能进行研究。研究结果表明：节点的破坏形态基本相同,梁端先屈曲,形成塑性铰;锚固腹板可有效提高节点的承载力和变形能力;竖向肋板外伸长度可提高试件的初始刚度,使梁端塑性铰外移,有效保护节点核心区;试件的滞回曲线呈明显的梭形,具有良好的承载力、延性及耗能能力;试件在整个加载过程中刚度退化现象明显,承载力退化很小,可应用于抗震设防地区。     

穿心板式钢管混凝土柱-钢梁栓接节点抗震性能试验研究

为解决传统钢管混凝土柱-钢梁节点采用内隔板式连接构造时焊接施工困难、采用外环板式连接构造时空间占用过大以及柱子截面较大时室内出现凸角的问题,文章提出两种穿心板式窄截面钢管混凝土柱-钢梁栓接节点,阐述了节点的构造组成、设计原理及受力过程;设计了2个竖向穿心板式十字形节点、2个水平穿心板式十字形节点,并对两种节点均进行单调...     

预应力型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架节点滞回性能试验研究

通过3个预应力及1个非预应力型钢混凝土梁-角钢混凝土柱节点试件的低周往复荷载试验,研究了此类梁柱节点的破坏形态、滞回曲线、耗能能力、刚度退化、变形恢复性能和延性,分析了轴压比和预应力度对节点滞回性能的影响.结果表明:达到水平峰值荷载前,所有节点试件均首先发生梁端弯曲破坏,达到峰值荷载时,节点核心区混凝土被斜向压碎,发生剪切破坏,最终呈现出混合破坏形态;所有节点试件的水平荷载-位移滞回曲线均呈现出一定的捏缩;通过提高预应力度可以提高此类节点核心区的抗剪承载力,但降低了剪切变形的延性,过高的轴压比会一定程度上降低节点核心区的抗剪承载力以及剪切变形的延性.此外,建议设置剪力栓加强角钢与混凝土保护层的粘结能力.     

梁端楔形翼缘连接钢框架低周反复荷载试验研究

提出了梁端楔形翼缘连接节点,通过2跨2层梁端楔形翼缘连接钢框架试件的低周反复加载试验,研究了结构在地震作用下的滞回性能、耗能机制、耗能能力、刚度退化和破坏形态。结果显示,试件破坏模式为延性,破坏时的顶点位移角达到了1/29,整体延性系数在4.7以上,梁上塑性铰出现在翼缘变化处,表明梁端楔形翼缘连接钢框架具有良好的抗震性能。对试件进行了静力弹塑性分析,节点域用转动弹簧来考虑其剪切变形,采用双线性特性塑性铰的计算结果与试验结果较一致。     

钢-混凝土组合梁与混凝土柱节点的抗震性能试验研究

基于端板螺栓连接的钢-混凝土组合梁与混凝土柱节点的低周反复荷载试验,对其受力过程、破坏形式、滞回曲线、骨架曲线、延性等抗震性能进行了较为深入的研究与分析。结果表明:端板螺栓连接的钢-混凝土组合梁与混凝土柱节点试件的滞回曲线呈梭形,且较为丰满,耗能能力强;组合梁横向配筋率及其配筋形式、组合梁剪力连接度对节点的承载力影响并不显著,但对节点的延性有显著的影响。横向配筋率的增大及横向配筋为封闭式可提高节点的变形能力,剪力连接度越高变形能力越强。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点承载力试验研究

基于隔板贯通节点在地震作用下的破坏调查结果,提出了一种改善钢梁翼缘与隔板连接处受力性能的新型节点--倒角放坡型隔板贯通节点。对7个十字形节点试件进行了静力拉伸试验,研究了隔板贯通式连接中方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘的连接性能,分析了钢梁翼缘与隔板连接构造以及浇注孔直径、隔板厚度、钢管的宽厚比等参数对节点局部受拉承载力的影响,并将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行了比较。研究结果表明:倒角放坡型隔板贯通节点具有较好的承载力和延性;影响节点承载力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有利于提高节点的屈服承载力和刚度;对于填充混凝土的试件,采用公式计算节点承载力偏于保守。     

预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土柱节点抗震性能试验研究

通过5个试件的低周反复荷载试验,对预应力型钢混凝土(PSRC)梁-钢管混凝土(CFT)柱节点的受力过程、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、强度与变形特征值、延性、变形恢复能力、刚度退化、耗能能力等抗震性能进行了较为系统的研究,对预应力、轴压比、预应力筋穿越钢管壁的成孔方法（先成孔与后成孔）等因素对节点抗震性能的影响进行了分析。研究结果表明：PSRC梁-CFT柱节点发生了节点核心区剪切破坏;节点核心区水平剪力-剪切变形滞回曲线较丰满,但在大变形阶段有一定的捏拢效应;各试件节点核心区的极限剪切变形介于28.60×10^-3~60.90×10^-3 rad,剪切变形延性系数则介于4.72~6.69;各试件节点核心区的剪切刚度退化规律基本一致;施加预应力及后成孔方法对节点核心区受剪承载力有一定的有利影响,但施加预应力对节点核心区剪切变形能力及剪切变形延性不利;当轴压比n从0.2增至0.4时,节点核心区受剪承载力提高16.62%,而轴压比n从0.4增至0.6时,节点核心区受剪承载力仅提高1.09%。     

矩形钢管混凝土柱-H型钢梁节点抗震性能试验研究及有限元分析

以天津泰达广场CBD工程A、B区超高层项目为背景,进行了不同连接方法的6个足尺矩形钢管混凝土柱-H型钢梁节点试件拟静力试验,分析了试件的破坏特征、承载力、延性、耗能能力、刚度退化、强度退化等性能。结果表明：在保证焊接及安装质量的前提下不同连接方法节点均具有较高的承载力及良好的抗震性能;在梁翼缘两侧焊接加强板有利于节点承载力的提高,矩形钢管中填充混凝土有利于减小节点核心区的剪切变形,提高节点的强度及刚度。利用ANSYS 10.0软件对试件在循环荷载作用下的滞回性能进行非线性模拟计算,并将理论分析结果与试验结果进行对比。对比结果表明,非线性有限元分析得出荷载-位移曲线与试验结果吻合较好,矩形钢管混凝土柱-H型钢梁节点均具有良好的耗能能力。     

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。