基于张弦梁技术加固既有门式刚架厂房结构

随着经济的发展,大量既有门式刚架厂房面临着因使用功能变更而导致的结构荷载增加问题,原结构设计已不能满足现行相关技术标准的要求,需要进行加固改造或者拆旧建新,合理的加固技术能够获得更好的经济及社会效益。将预应力技术应用于某实际加固工程中,将原门式刚架厂房改造为弦支刚架结构体系。计算结果表明:弦支刚架体系能够大幅减小刚架所受弯矩,提高构件承载力并减小结构变形。设计了梁柱-拉索节点,并对其力学性能进行了有限元模拟,验证了节点设计的合理性。     

门式刚架半刚性节点连接性能研究

门式刚架中普遍采用的端板类连接是典型的半刚性节点连接。采用转动弹簧模拟端板连接节点的半刚性,推导了半刚性连接在荷载作用下的内力计算式;讨论了半刚性连接对门式刚架内力的影响;对02SG518-1《门式刚架轻型房屋钢结构图集》给出的门式刚架横梁截面,通过数值计算,比较了其在半刚性连接和刚性连接时的内力。分析表明,半刚性门式刚架受连接柔性的影响,会使斜梁的杆端负弯矩减小,而跨中正弯矩相应增加,按刚性连接设计不符合实际受力情况,其结果将高估由梁端传到柱的负弯矩而低估梁的跨中正弯矩,门式刚架的半刚性连接对结构受力有明显影响,在分析和设计中,应考虑半刚性的影响。提出的方法计算工作量少,方便实用。     

门式刚架半刚性节点的试验研究及有限元分析

门式刚架结构是目前国内外单层工业厂房及单层大跨民用建筑中应用最广泛的结构,转角节点是门式刚架的主要连接部分,其连接性能将直接影响到门式刚架结构在荷载作用下的整体行为.同时,该类节点的构造特点也决定了其刚度特征为半刚性.本文将通过数值模拟和试验方法,就不同标准的梁柱腹板高厚比、翼缘外伸宽厚比以及转角节点区高宽比的门式刚架转角半刚性节点进行系统的研究.建立了三折线弯矩-转角模型,得出了弯矩-转角关系曲线表达式.     

门式刚架端板连接节点弯矩-转角曲线计算模型

进行了8个门式刚架端板连接节点的有限元分析,得出节点构造形式、端板厚度等因素对节点受力性能的影响规律.提出了门式刚架端板连接节点的弯矩-转角曲线计算模型.该模型考虑了节点域斜向加劲肋的作用,也考虑了节点域局部屈曲的发展过程和节点组件间的相互作用.通过与有限元分析及试验数据对比,表明该模型能够很好地反映门式刚架端板连接节点的受力性能,初始刚度和极限承载力等关键指标吻合较好.     

钢结构门式刚架厂房抗风性能和极限承载力分析

为研究不同钢结构门式框架厂房的抗风特性,以长汀县高性能纳米钛酸钡产业化项目为研究背景,运用数值有限元模拟的方法建立门式刚架厂房计算模型,研究了不同节点刚度下门式刚架的风致动力响应及不同风荷载强度的弯矩变化规律。研究结果表明,随着门式刚架厂房节点刚度的降低,钢柱顶点的最大位移和位移平均值均不断增加,而卓越响应频率则不断降低;不存在风荷载作用的门式刚架厂房弯矩图呈正对称,而存在风荷载作用的门式刚架厂房弯矩图呈反对称,后者的最大弯矩比前者增加3～5倍,表明风荷载对刚架的受力起到了控制作用,对于刚架的极限承载力具有显著的影响。相比于刚架柱脚和梁柱节点,刚架顶部节点的最大正负弯矩值均较小,而前者的最大正负弯矩值随风速的增加而不断增加,在门式刚架厂房抗风设计中可以通过加大柱截面、提高柱体脚部的刚度、将柱脚嵌固边界改为铰接边界、梁柱节点增加腋角等方式提高结构的抗风能力。     

增强门式刚架节点刚度的研究

门式刚架作为经典受力体系,以单榀刚架受力性能的可靠性为基础,而门式刚架梁柱节点的刚性连接是组成刚架的基础,所以梁柱节点的刚度对刚架至关重要。在新规程实施以前,老规程对梁柱节点的刚度并没有明确要求,以致有些设计的节点达不到刚性节点要求。结合工程实例提出整改方法,取得了良好效果,同时对如何增强节点刚度进行分析探讨。     

蜂窝轻钢门式刚架抗震性能试验研究

为了研究蜂窝轻钢门式刚架的抗震性能,对该类新型结构进行了低周反复荷载试验研究。设计两个蜂窝轻钢门式刚架试件进行试验,考虑了开孔形式、开孔率和节点域加劲肋三种参数对结构性能的影响。通过试验得到该类结构的破坏形态、荷载-位移曲线以及承载力等重要数据,分析结构的耗能能力、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:蜂窝轻钢门式刚架在加载远端节点附近梁、柱上的蜂窝孔处形成塑性铰而发生破坏,具有良好的延性性能;蜂窝轻钢门式刚架的耗能能力小于普通门式刚架,且圆形开孔形式的蜂窝轻钢门式刚架的抗震性能比六边形开孔形式的好;随着蜂窝钢构件腹板开孔率的增大,结构的刚度和极限承载力有所降低;节点域受力较小,设计时只需按常规的节点处理即可,节点域无需设置加劲肋。研究结果可为蜂窝轻钢门式刚架的进一步研究和推广应用提供参考。     

门式刚架梁柱半刚性节点高强螺栓受力性能试验分析

半刚性梁柱节点属于既有门式刚架结构中常见的连接方式,其高强螺栓群的受力特点并不明确,为了解此类节点高强螺栓群的受力特点,本文对6组全尺寸梁柱连接节点进行了试验研究,得到了螺栓群的受力-变形曲线,根据本文的研究结果,对于梁柱端板连接半刚性节点,高强螺栓群在弯矩作用下的弹性阶段,其中性轴可假设于截面中间。如需考虑高强螺栓群非弹性阶段的作用,则该阶段下中性轴可假设位于最下排螺栓所在位置。     

钢框架梁翼缘削弱型节点单元刚度矩阵及内力分析

梁柱连接采用翼缘削弱型节点(RBS)可促使节点塑性铰外移,提高结构延性,达到节点抗震设计目的.采用能量法推导出梁翼缘削弱型节点的单元刚度矩阵和转角位移方程,通过实例进行内力分析.研究结果表明:RBS节点导致梁的抗弯刚度、刚架的抗侧刚度降低,使梁的固端弯矩减小,跨中弯矩增加,反弯点位置前移;梁单元刚度矩阵中各元素较普通节...     

屈曲约束支撑铰接混凝土框架节点受力性能研究

节点是框架结构中受力较为复杂的区域,也是装配式结构需要解决的核心,合理确定节点区的受力性能,对预测结构破坏形式有重要意义。基于混凝土框架,论文提出一种梁柱铰接形式及一种带屈曲约束支撑(BRB)的梁柱铰接框架体系(BRBF),分析在水平荷载下,梁-柱-支撑节点区的受力性能及传力途径,运用SAP2000,采用Pushover分析方法对结构进行非线性分析,得到BRB在不同连接位置对连接部位的受力影响,并给出节点内力的计算公式。分析表明:在BRBF中,BRB仅与梁连接对节点更有利,BRB与梁连接时,其水平分力向梁跨内传递,竖向分力向梁端传递。     

多跨多坡门式刚架中柱连接形式对厂房经济性的影响分析

门式刚架中柱连接节点连接形式对结构安全性及用钢量影响较大.此文试图以连续多跨多坡门式刚架为算例,使用PKPM2010V1.3软件对不同的连接形式进行分析比较.结果表明,在特定的跨度、柱距情况下,中柱与梁刚接,具有最好的经济效益,可以有效的节省钢材.     

半刚性连接对钢框架结构受力性能的影响

阐述了半刚性连接的性质,对一榀门式刚架按梁柱节点为刚性与半刚性进行了模拟,验算了刚架的内力和刚度,对两种连接形式的计算结果进行了分析和比较,得出梁柱节点半刚性对刚架结构内力和刚度影响较大的结论。     

波折腹板钢梁柱半刚性外伸端板连接节点滞回性能研究

为研究波折腹板钢梁柱半刚性外伸端板连接节点的滞回性能,采用ANSYS有限元软件,对半刚性外伸端板连接节点施加循环荷载,得到其弯矩-转角滞回曲线,分析节点的受力特性和延性系数;分别调整梁腹板高度和厚度,分析其对弯矩-转角滞回曲线的影响。结果表明:随着荷载的增大,残余变形的累加,节点承载力和刚度逐渐降低,弯矩-转角滞回曲线由线性特征转变为非线性特征;梁腹板高度和梁腹板厚度对节点的延性系数和滞回性能影响显著。     

采用半刚性节点门式厂房的ANSYS计算

门式刚架是近年来工程中广泛使用的受力结构,文章运用ANSYS有限元分析软件,对梁柱连接采用半刚性节点的门式厂房进行了有限元受力分析,为深化该体系研究和实际工程应用提供理论基础。     

节点支撑对单层单跨轻型门式刚架结构抗震性能影响研究

轻型门式刚架结构由于自重较轻,传统观点认为地震作用对其影响较小,但从近期国内外发生的数次强地震破坏情况发现,该结构依然会发生破坏。基于门式刚架整体拟静力试验结果,提出一种抗震构造措施:具体为梁柱节点区域增设支撑,通过支撑连接,节点域的受力更加合理,整体结构的承载力得到提高。通过有限元软件对节点支撑门式刚架进行滞回模拟,得到结构的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性及耗能能力等,并与不设支撑的门式刚架进行比较发现:带节点支撑的门式刚架破坏形式发生明显改变,应力分布更加合理,极限承载力提高20%以上。门式刚架良好的抗震性能体现在较高的承载力上,节点支撑可有效提高整体结构的承载力,且构造简单,施工方便,具有较好的工程应用意义。     

大跨度体外索拱形门式刚架设计

介绍了预应力技术在门式刚架结构中的研究及应用现状。首次提出了一种新型预应力门式刚架形式——带水平拉索的钢箱截面拱形两铰门式刚架,结合背景工程——跨度达91.5 m的天津京津塘高速公路机场收费站新建罩棚,对这种结构体系进行了较系统的分析。重点阐述了整体受力性能及关键部位——水平拉索、机械钢铰、刚架梁柱交接处角隅段的构造及计算方法。背景工程的成功运用表明,这种结构施工难度小、速度快,建成后使用及景观效果良好,可供类似工程参考。     

端板节点刚度对门式刚架建筑可靠性鉴定的影响

门式刚架是轻型钢结构的典型代表,端板连接是梁柱节点的常见形式,端板连接的刚度极大的影响门式刚架整体结构的内力及位移.分析了端板节点刚度对门式刚架结构可靠性鉴定的影响,并对在实际检测鉴定过程中合理的考虑端板节点转动刚度提出建议.     

一种新型端板式装配梁柱连接节点受力性能分析

文章以装配式梁柱节点为研究对象,提出一种新型端板式装配梁柱连接节点,结合有限元软件ABAQUS建立模型进行数值分析,模拟不同位移荷载作用下节点受力性能获得荷载位移曲线,并在相同边界条件和受力状态作用下与现浇结构梁柱节点受力性能进行对比分析。结果表明:新型端板式梁柱连接节点通过螺栓将梁柱两端型钢端板进行连接,与传统现浇节点的荷载位移曲线发展规律基本一致;新型节点增强了节点的刚度和强度,节点承载能力远高于传统现浇节点;梁在负弯矩作用下,梁上型钢端板应变变化范围较大,在梁端上部应力最大,并由上至下、由腹板向端部逐渐减弱。通过对比分析,该新型端板式装配梁柱连接节点有足够的强度和刚度,能满足"强节点"的概念设计,可为装配式节点研究与实际工程应用提供参考。     

波浪腹板门式刚架侧向变形计算研究

为补充完善波浪腹板门式刚架侧向变形的空白,基于波浪腹板工形构件的受力特性,提出了适用于计算波浪腹板工形构件变形的两种梁单元有限元简化模型,通过与壳单元对比及模型参数敏感性分析,验证了梁单元简化模型的准确性和可靠性。此外,通过理论推导和有限元计算,提出了适用于单跨等截面、单跨变截面及多跨波浪腹板门式刚架侧向变形的计算方法;其中考虑了柱脚边界条件、斜梁坡度、侧向荷载作用点和分布形式等诸多因素的影响。     

预应力技术在轻型门式刚架中的应用

主要用MTS软件计算分析了一榀30m门式刚架模型。通过分析无预应力门式刚架以及12种预应力门式刚架的模型,讨论拉索初始预应力值、撑杆数以及索底高度等参数对预应力门式刚架受力性能的影响。不仅验证预应力拉索门式刚架结构承载性能上的优越性,而且分析在预应力施加过程中以及在荷载作用下,预应力门式刚架结构内力和变形的变化规律。