翼缘削弱钢梁(RBS)构件的受力分析和设计

对 2 0世纪 90年代几场大地震后的钢结构震害调查发现 ,以往抗弯框架的刚性连接方式并不能达到人们所预期的目的 ,甚至有较大的破坏。在此基础上 ,提出了采用翼缘削弱钢梁 (RBS)的构造方式 ,来达到强柱弱梁的抗震目的。通过对以往大量试验和数值分析结果的研究 ,结合现行规范和工程实际要求提出了采用RBS的计算方法和构造方式     

狗骨式节点考虑残余应力影响的性能分析

采用Ansys分析软件模拟狗骨式节点焊接过程,并计算了构件残余应力分布,对构件施加低周反复荷载,分析了狗骨式连接的滞回性能。结果表明:焊缝强度是影响节点滞回性能和极限承载力的主要因素。     

狗骨式钢梁侧向支撑合理位置分析

借助有限元分析软件,采用两种侧向支撑的设置方案对狗骨式钢梁进行非线性屈曲分析.探讨侧向支撑间距对狗骨式钢梁稳定承载力的影响,以及狗骨式钢梁翼缘削弱处侧向支撑的影响.结果表明:侧向支撑并非越多越好,应合理控制其间距.按现行规范设置狗骨式钢梁的侧向支撑能够满足结构承载力要求,而不必非在翼缘削弱处设置侧向支撑.     

狗骨式钢梁侧向支撑合理位置分析

借助有限元分析软件,采用两种侧向支撑的设置方案对狗骨式钢梁进行非线性屈曲分析。探讨侧向支撑间距对狗骨式钢梁稳定承载力的影响,以及狗骨式钢梁翼缘削弱处侧向支撑的影响。结果表明:侧向支撑并非越多越好,应合理控制其间距。按现行规范设置狗骨式钢梁的侧向支撑能够满足结构承载力要求,而不必非在翼缘削弱处设置侧向支撑。     

梁腹板矩形洞口削弱型节点的滞回性能

用数值分析方法对梁腹板开设矩形洞口的削弱型节点和没有削弱的梁柱节点进行了分析。分析表明,梁腹板削弱型节点有足够的塑性变形能力,可以达到减小节点表面梁翼缘处的应力,迫使塑性铰外移的目的。     

钢结构翼缘削弱型节点的参数分析

运用弯剪共同作用理论分析了削弱深度对翼缘削弱型节点的影响 ;通过非线性有限元的方法证明了这一理论用于估计截面的抗弯能力以及翼缘削弱型节点的临界削弱深度是有效的 ;最后举例说明了通过削弱深度求削弱截面至柱距离的方法。对该类型节点的设计具有一定的指导意义     

削弱梁端的方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点的有限元分析

对内隔板式方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点提出了三种新型的梁端削弱方式,应用通用程序ANSYS对其进行三维非线性有限元分析,将计算结果与无削弱节点、狗骨式节点的分析结果进行对比。研究结果表明:翼缘开孔和翼缘腹板同时开孔的削弱方式能使梁端塑性铰明显外移,防止连接节点脆性破坏,可供实际工程设计参考。     

梁柱弱轴连接翼缘削弱型节点的滞回性能研究

针对钢框架梁柱弱轴连接翼缘削弱型节点的滞回性能和骨架曲线,参照梁柱强轴连接的削弱参数,设计了梁柱弱轴连接翼缘削弱型节点系列试件,应用有限元软件ANSYS研究了削弱区中心至柱中心线距离、削弱宽度以及削弱深度对节点滞回性能的影响。研究结果表明:在往复荷载作用下,节点屈服以前,模型的削弱参数对节点的骨架曲线影响不大;节点屈服以后,削弱参数对节点的屈服荷载和极限承载力的影响比较明显,其中削弱部位的深度对骨架曲线的影响最大,削弱区中心至柱中心线距离对骨架曲线的影响次之,削弱部位长度对骨架曲线的影响最小。研究还表明强轴连接的削弱参数不能完全适用于弱轴连接节点,并给出了梁柱弱轴连接削弱参数的取值范围。     

节点柔度对半刚性连接钢框架动力性能影响研究

采用ANSYS进行数值模拟分析,建立了具有不同节点初始刚度的多层钢框架及相应刚性连接框架的计算模型,分析了节点刚度对结构自振频率的影响。进一步对结构进行了时程分析,研究了在地震波激励下结构顶点位移和柱底剪力随节点刚度的变化规律。     

狗骨式节点梁翼缘削弱深度的取值研究

狗骨式节点能有效地将塑性铰从节点区域外移到梁上,增加节点延性,地震时起到保险丝的作用。理论分析表明,狗骨式节点梁翼缘削弱深度对狗骨式节点强度、延性及承载力都有明显影响。削弱深度过小不能有效地使塑性铰外移,削弱深度过大对结构承载力将产生不利影响。因此当削弱深度取值在合理范围内,才能有效改善节点抗震性能,提高钢框架节点的抗震能力。     

狗骨式节点梁翼缘削弱深度的取值研究

狗骨式节点能有效地将塑性铰从节点区域外移到梁上,增加节点延性,地震时起到保险丝的作用.理论分析表明,狗骨式节点梁翼缘削弱深度对狗骨式节点强度、延性及承载力都有明显影响.削弱深度过小不能有效地使塑性铰外移,削弱深度过大对结构承载力将产生不利影响.因此当削弱深度取值在合理范围内,才能有效改善节点抗震性能,提高钢框架节点的抗震能力.     

刚接屋架内力简化计算方法的有限元验证

平面桁架常作为承重结构用于工业建筑的屋盖体系中。对屋架内力进行快速有效的计算是设计过程的核心问题之一。应用有限元软件ANSYS对某工程钢屋架的受力情况进行分析,并将其结果与采用简化计算方法得出的结果进行了对比,验证了该方法的可行性。     

不同构造形式节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接削弱型节点抗震性能分析

首先采用ABAQUS有限元软件,结合国内已通过试验验证的节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接以及已有的焊接节点试验,验证了有限元模拟的有效性。在通过有限元软件ABAQUS模拟几种不同构造形式的削弱型节点,并与标准型节点在单调荷载作用下的承载力、循环荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线、强度与刚度退化曲线、断裂指数等方面进行了对比分析,研究结果表明:节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接节点局部削弱可以改善节点的破坏形态,实现塑性铰的外移,防止节点脆性断裂;当采用节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接的节点形式,由于弱轴方向本身抗侧刚度较大,同时考虑建筑功能要求、抗震效果及经济性等指标,弱轴方向宜采用削弱型节点,其中腹板开孔型节点承载力及刚度没有过多的下降,且滞回曲线饱满,耗能性能及延性较好。而狗骨削弱型节点存在侧向失稳的问题,因此建议节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接削弱型节点应采用腹板开孔型节点。     

梁翼缘削弱式钢框架考虑节点域剪切变形的力学性能研究

钢框架采用翼缘削弱型节点（RBS）可以提高结构延性,满足结构抗震设计要求。考虑框架节点域的剪切变形,导出连带节点域的RBS梁、柱单元刚度矩阵,利用计算软件MATLAB对RBS节点钢框架结构的内力及变形进行了分析和计算。分析结果表明:在水平荷载作用下节点域剪切变形对RBS节点钢框架变形影响较大,层位移、层间位移以及节点总转角的增量均随层数的增加而相应增大,节点域剪切变形对框架内力的影响较小;工程设计中应考虑节点域剪切变形对RBS节点钢框架侧向刚度的不利影响。     

考虑加载制度影响的狗骨式连接钢框架子结构抗震性能试验研究

为研究加载制度对狗骨式连接钢框架结构变形能力及累积耗能能力的影响,设计了5榀单跨狗骨式连接钢框架子结构,对其进行单向加载、等位移循环加载、标准加载及近场地震动作用下的拟静力试验。结果表明：所有框架出现的塑性铰均在钢梁端部的翼缘削弱位置,避免了钢梁端部焊缝的过早脆性断裂;狗骨式连接钢框架结构滞回曲线饱满、变形能力及延性性能优良。此外,加载制度对狗骨式连接钢框架子结构的层抗侧刚度、水平承载力退化、极限变形能力及累积耗能能力均有显著影响。等位移循环时,加载位移幅值越小,狗骨式连接钢框架子结构的层抗侧刚度及承载力退化越趋于缓慢,其层间累积延性系数及等效能量耗散系数越大。     

考虑塑性铰外移的钢框架梁柱连接设计

介绍美国联邦突发事件管理局 (FEMA)对 1 994年北岭地震中焊接钢框架节点破坏原因的正式解释 ,说明塑性铰外移的必要性。此外 ,还介绍了塑性铰外移的两种基本形式以及狗骨式 (RBS)连接的有关设计规定和适用条件 ,其设计方法可供我国工程设计人员参考。     

翼缘削弱型节点空间钢框架在低周反复荷载

为研究翼缘削弱型节点空间钢框架在低周反复荷载作用下的抗震性能,采用有限元分析软件ABAQUS对普通节点和翼缘削弱型节点的空间钢框架模型进行有限元模拟,对2种钢框架模型的破坏形式、承载力、滞回性能、耗能能力、强度及刚度退化性能等进行了对比分析。结果表明:翼缘削弱型节点可使梁端塑性铰外移至梁端翼缘削弱处,避免梁端焊缝处应力集中导致脆性破坏;翼缘削弱型节点等效粘滞阻尼系数与普通节点空间钢框架相比有明显的提高,进入屈服阶段后由于应力重分布,其刚度及承载力退化速度较普通节点空间钢框架慢,翼缘削弱型节点钢框架具有梁铰延性破坏机制,抗震性能较好。     

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...     

墙梁共同作用对转换梁受力性能及其截面配筋的影响研究

针对转换梁上不同的剪力墙墙肢截面高度,采用ANSYS软件对框支剪力墙结构在竖向荷载作用下进行有限元分析,研究了转换梁截面弯矩与轴力的分布规律以及墙梁共同作用对转换梁受力性能的影响,并对考虑墙梁共同作用与不考虑墙梁共同作用的转换梁截面配筋的差异进行了比较分析。