角钢连接的半刚性钢框架抗震性能试验研究

在实际工程中,钢框架连接性能往往介于刚性节点和铰接节点之间,呈半刚性连接。采用拟静力试验方法进行了角钢连接的半刚性连接钢框架在低周往复荷载作用下抗震性能的试验,研究了带腹板双角钢、顶底角钢半刚性连接钢框架在周期循环荷载作用下的滞回性能、延性和破坏机理等,为钢结构抗震设计提供了一定的理论参考。试验结果表明该钢框架由于节点部位转动刚度小于刚性连接,使结构的抗侧刚度降低,侧向变形增加,但是同时也改善了梁柱的内力分布,提高了其在周期循环荷载作用下的滞回性能和耗能特性,比刚性连接钢框架具有更好的抗震性能。     

近代建筑钢结构节点检测

1前言随着结构理论的发展以及建筑技术水平不断提高，多层框架结构已是目前普遍使用的结构形式。多层框架结构在水平力作用下，梁柱节点通常设计为刚性节点，梁端能抵抗弯矩。设计为刚节点可减少梁跨中弯距，节省梁材。建造于20世纪初的钢框架结构，限于当时设计水平，未考虑地震作用，在考虑竖向荷载情况下，原设计通常将梁柱节点作为铰接处理，而在结构检测中，通常也把钢结构节点当作铰接节点处理。在现代结构设计理论中，由于须考虑水平荷载，梁柱节点连接性质将影响框架内力计算结果。因此笔者认为，在近代钢结构检测中，应根据钢结构…     

考虑楼板影响的钢结构半刚性连接节点弯矩-转角分析模型

在不考虑楼板影响的情况下,采用现有的双线性模型、多项式模型、三参数幂函数模型、欧洲规范EC 3模型的M-θ(弯矩-转角)曲线对钢结构外伸端板半刚性梁柱节点进行曲线拟合,并进行有限元分析。由于考虑了楼板的影响后,钢结构外伸端板半刚性梁柱节点的M-θ曲线与现有的半刚性节点M-θ模型存在较大的误差,说明现有的半刚性节点M-θ模型已经不适用于目前的实际情况。针对实际情况,考虑了楼板的影响,进行了带楼板的钢结构半刚性梁柱节点的有限元分析,并基于欧洲规范EC 3提出了考虑楼板影响的弯矩-转角模型。研究结果表明,所提出的考虑楼板影响的钢结构半刚性连接节点弯矩-转角分析模型较好地反映了半刚性连接节点弯矩-转角的实际性能,可供钢结构设计时参考。     

上下翼缘角钢半刚性连接性能的图表分析法

半刚性连接是目前高层钢结构建筑中常用的一种梁柱连接形式。采用三参数幂函数模型确定连接的弯矩—转角关系,推导上下翼缘角钢梁柱半刚性连接的初始刚度公式和极限弯矩公式。通过一系列的图表对影响上下翼缘角钢半刚性连接节点的初始刚度和极限抗弯承载力的主要因素进行理论分析,与试验结果吻合较好,为半刚性连接节点的分析设计提供参考。     

上下翼缘角钢半刚性连接性能的图表分析法

半刚性连接是目前高层钢结构建筑中常用的一种梁柱连接形式.采用三参数幂函数模型确定连接的弯矩-转角关系,推导上下翼缘角钢梁柱半刚性连接的初始刚度公式和极限弯矩公式.通过一系列的图表对影响上下翼缘角钢半刚性连接节点的初始刚度和极限抗弯承载力的主要因素进行理论分析,与试验结果吻合较好,为半刚性连接节点的分析设计提供参考.     

竖直荷载作用下半刚性组合结构的实用设计方法

尽管半刚性连接和楼板组合效应在钢框架设计中的优点已被广泛证实，但在实践工程中却较少采用，首要原因是缺乏合适的实用设计方法。在此提出了一种针对竖直荷载作用下半刚性组合结构的实用设计方法。该方法可以用于正常使用极限状态下半刚性组合结构的连接、梁柱的设计。同时也确定了用于计算梁挠度的梁柱连接的转动刚度以及柱的有效长度系数。     

腋撑式半刚性钢框架抗侧性能试验与设计方法研究

对1个梁柱半刚性连接的钢框架试件和4个梁柱腋撑式连接的半刚性钢框架试件进行侧向循环加载试验,基于各试件的荷载-位移曲线对其侧向刚度、承载力、延性和耗能能力等抗侧性能指标进行研究,总结了5个试件的典型破坏模式,分析了增设的腋撑、腋撑截面大小和梁柱连接的转动刚度等因素对钢框架抗侧性能影响。考虑腋撑与梁柱半刚性连接的协同作用,建立腋撑式钢框架的三种屈服机制,提出该类框架在不同屈服机制下的抗侧刚度理论计算与设计方法。采用ABAQUS有限元软件对试验进行模拟分析,试验结果验证了有限元模型的适用性。采用校核后的有限元模型建立了15个考虑不同参数的腋撑式框架模型,验证了所提出理论计算方法的适用性。研究结果表明:装配式腋撑能有效提高半刚性钢框架的初始抗侧刚度、承载力和耗能能力,延性和变形能力略有下降,与腋撑螺栓连接的梁下翼缘最外侧螺孔为该类型框架的薄弱部位。     

半刚性连接钢框架-非加劲钢板剪力墙结构性能研究

半刚性连接钢框架-非加劲钢板剪力墙结构弥补了传统抗弯钢框架侧向刚度不足的缺点,为采用更加经济的半刚性节点提供了可能。为研究不同梁柱连接刚度对双体系结构抗震性能的影响,完成了3个单跨两层不同梁柱连接刚度试件的水平低周往复加载试验研究,系统分析了三者的整体性能和破坏模态,拟从承载力、刚度、延性、耗能、整体性能和节点性能六个方面对双体系的节点刚度与墙体的匹配效果进行评价。结果表明:在半刚性框架内设置钢板墙能较大程度提高结构的极限承载力与侧向刚度;结构具有理想的屈服顺序,内填板在加载初期非常有效。屈服区域延伸至整个墙体时,附加荷载将基本上由边缘构件承担,试件破坏主要由内填板的屈服和框架柱的弯扭失稳控制;节点刚度退化小,且内填板的设置缓解了节点区自身的延性要求,梁柱连接形式对试件的抗侧刚度和整体强度的影响不大,降低连接刚度有利于提高试件延性和耗能能力。     

半刚性连接框架的变形特点和截面内力计算

研究了钢结构或钢筋混凝土组合结构梁柱半刚性连接的计算模型和对框架变形及截面内力的实际影响 ,在非线性迭代过程中 ,采用改进弧长法控制 ,提高了计算精度和算法的收敛性。实际算例表明半刚性连接会使剪切变形和二阶效应的结果增大。同时为今后钢结构设计规范考虑半刚性连接提供了相关参考资料     

半刚性连接钢框架变形的有限元研究

应用大型有限元程序ANSYS建立模拟钢框架梁柱节点半刚接的模型,施加荷载并进行了计算,通过对半刚性节点连接钢框架的变形分析,总结出半刚性连接框架节点的不同刚度值对框架变形的影响。结果表明,半刚性框架节点刚度的大小将直接影响结构的变形大小。     

半刚性连接对钢管混凝土框架结构设计的影响

钢管混凝土框架结构中梁柱的连接往往是半刚性的,设计中把梁柱连接假定为完全刚接或完全铰接都是不合理的。探讨了半刚性连接对钢管混凝土框架结构内力、位移等的影响,导出了半刚性连接钢管混凝土框架结构在竖向荷载下梁端弯矩的求解公式,对水平荷载作用下标准反弯点高比计算公式进行修正,并提出了考虑半刚性连接的设计建议,可供工程设计人员参考。     

高层钢结构的节点连接与结构安全度的保证——九州大厦钢结构的节点设计

本文阐述了高层建筑钢结构梁柱刚性节点的力学特性与破坏状态,柱脚的几种连接形式,节点连接的设计与计算;介绍了厦门九州大厦高层钢结构的主要节点构造做法。     

钢框架半刚性连接研究综述

概述了近年来国内外研究钢结构梁柱半刚性连接的各种方法,并对半刚性连接的特性（弯矩-转角关系）进行了分析。主要侧重于半刚性连接的特性及其计算模型,并分析了各种模型的优缺点。     

半刚性梁柱节点性能探讨

在多、高层钢结构中梁柱节点是保证结构整体受力性能的重要部位,刚性连接受力性能好,但施工难度大;铰支连接构造简单,但刚度和耗能性能差,对结构抗震不利;半刚性连接兼有两者的优点,在钢框架中应用会取得较好的综合经济效益,文中对半刚性连接的梁柱节点性能进行研究,供设计人员参考。     

半刚性连接框架的变形和内力

研究了钢结构或钢筋混凝土组合结构梁柱半刚性连接的计算模型和对框架变形及截面内力的实际影响 ,在非线性迭代过程中 ,采用改进弧长法控制 ,提高了计算精度和算法的收敛性。实际算例表明半刚性连接会使剪切变形和二阶效应的影响增大。本文的研究同时为钢结构设计规范考虑半刚性连接的要求标准和实验步骤提供了相关资料     

半刚性连接钢框架的弹性屈曲荷载计算

以单层多跨框架结构为研究对象,通过对各梁柱构件建立失稳状态的控制微分方程并引入相应的连续性条件和边界条件,建立了半刚性连接平面钢框架结构整体弹性失稳的临界荷载计算模型,并研制了相应的计算程序。计算结果表明,框架结构的半刚性连接特性和水平支撑对其整体稳定性的影响极为显著,而且结构失稳的整体效应需引起高度重视。分析结果还表明,作用于多跨框架结构竖向荷载的分布特征对整体框架结构的弹性屈曲荷载有不可忽视的影响,而这一点在目前钢框架的设计理论中并未充分考虑。另外,半刚性连接特性及结构的支撑刚度对钢框架结构稳定性的影响具有明显的界限性和区间性,即当连接刚度或支撑刚度超过一定数值时,其变化对框架结构弹性屈曲荷载的影响将无需再考虑。     

高层建筑顶部改造过程中钢构架的应用设计

结合建行浙江省分行大楼维修改造工程实例 ,对在高层建筑顶部钢结构的应用设计作了详细的说明。依据新的建筑结构荷载设计规范 ,着重讨论了对风荷载的处理 ;还介绍了结构选型、梁柱设计、支撑与节点设计等需注意的问题。其述及的方法对今后高层建筑顶部钢结构的设计具有一定的参考价值。     

基于半刚性连接胶合木框架的计算

胶合木框架梁柱一般采用外加钢板螺栓进行连接,其受力具有明显的半刚性特征。通过对胶合木框架梁柱两端施加转动弹簧,提出了一种基于半刚性连接胶合木结构分析模型;并在小挠度假设条件下,推导了胶合木结构半刚性连接框架梁柱单元在任意荷载作用下的杆端刚度矩阵和弯矩计算公式;通过SAP2000采用上述弹簧单元对中加三层胶合木楼进行了数值模拟。结果表明低层木结构在多遇地震作用时,结构尚处于弹性变形阶段,在木结构设计时结构层间位移不起控制作用,设计时结构变形可不考虑。     

RCS梁柱节点半刚性连接弯矩-转角关系模型研究

梁柱节点作为RCS结构中的重要组成部分,其受力情况较为复杂,在地震作用下容易发生损伤。通过对RCS梁柱组合件抗震性能试验研究发现,该种梁柱节点连接并非是理想的刚性连接,而是一种半刚性连接。为了明确该种半刚性连接的受力及转动特性,系统探讨了柱面钢板厚度,钢梁高度、翼缘宽厚比、柱混凝土强度和楼板厚度等构造措施参数对该种半刚性连接在循环荷载下抗弯承载力以及初始转动刚度的影响。同时,基于参数分析和灵敏度计算结果,提出描述该种半刚性连接的弯矩-转角关系四折线模型。该模型计算结果与试验结果吻合较好,可以为基于半刚性连接的RCS组合结构设计提供参考。     

半刚性连接钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

通过对半刚性连接框架-钢板剪力墙结构在水平反复荷载作用下的试验研究,得到了结构的滞回曲线、延性指标、水平刚度、梁柱应变、转角及各关键部位的变形。从耗能能力、刚度退化、承载力、延性等方面分析该种结构的抗震性能和耗能机理;依据应力分布、梁柱转角研究半刚性节点与钢板剪力墙的相互影响效果;分析结构的内力转换和破坏模式。结果表明：该结构具有良好的延性和耗能性能;半刚性节点在反复荷载作用下没有明显变形,节点刚度退化小,框架和钢板剪力墙协同工作良好;梁柱半刚性连接弱化了结构的整体刚度,框架自身承担的水平荷载有限;破坏模式为内填钢板剪力墙局部撕裂,拉力带作用明显,钢框架柱脚及梁柱半刚性连接部位形成塑性铰,框架整体呈弯曲破坏模式。图12表4参10