预制装配式混合框架屈曲约束狗骨式节点抗震性能试验研究

为充分发挥装配式混凝土结构施工便捷的特性及钢结构中狗骨式钢梁的抗震性能优势,提出了预制装配式混合框架屈曲约束狗骨式节点。该混合框架节点由预制钢筋混凝土柱和预制钢-混凝土混合梁通过高强螺栓连接而成,其中混合梁由屈曲约束狗骨式钢梁段与混凝土梁段采用高强螺栓连接。完成了2个框架中节点及2个框架边节点的低周往复加载试验。通过对节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力及变形能力、承载力及刚度退化的研究,对节点类型及梁内是否布置预应力筋对该节点抗震性能的影响进行了分析。研究结果表明：该节点的拼装方式采用全螺栓连接,施工便捷;节点的破坏主要集中于钢梁段,达到了塑性铰外移的目的;节点梁内布置预应力筋能明显提高混凝土梁段的抗裂性能及节点整体抗震能力;提出了该节点中梁端受弯承载力计算方法,试验值与计算值吻合较好。     

狗骨式连接应用于方钢管混凝土结构的抗震性能研究

将狗骨式连接与方钢管混凝土柱-钢梁节点结合起来研究,对其进行非线性有限元分析,得到了在往复荷载作用下狗骨式节点的应力发展过程.对节点在未经过削弱处理和经过削弱处理两种情况下的抗震性能进行了全面的分析比较,对相关指标进行了讨论.分析表明,将狗骨式连接应用于钢管混凝土结构是合理的,能明显提高方钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,对节点能起到保险丝的作用.     

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。     

半刚性和狗骨式连接的钢框架试验研究

进行了比例尺为1∶2的两榀半刚性连接和一榀狗骨式刚性连接平面钢框架结构的拟静力试验,考察了半刚性连接平面钢框架结构在循环荷载作用下的弹塑性性能,了解了结构在丧失极限承载力后的破坏形态和塑性铰出现的顺序,得到了各个试件M-θr滞回曲线及骨架曲线,从而间接得到了各类连接的抗震性能。分析了各类连接的滞回性能。     

梁柱狗骨式节点连接探讨

在钢框架中普遍采用梁柱弱轴连接与强轴连接,但是针对其内容的相关研究存在许多难点需要克服,分析其节点的性能具有重要的理论与现实意义。针对传统的刚性节点延性较差,且容易发生脆性断裂等问题,提出了一种新的节点形式,即狗骨式节点。借助合理的削弱靠近节点处梁翼缘的方式,在结构刚度和强度减小程度不大的状况下,可以有效提高节点的延性。     

弱轴连接的梁柱狗骨式节点性能研究

在钢框架中梁柱弱轴连接同强轴连接一样普遍,其理论分析和设计更为困难,研究其节点的性能具有重要的理论意义和重大的工程应用价值.狗骨式节点是针对传统刚性节点延性不容易保证、容易发生脆性断裂的缺陷提出的一种新型节点.考虑几何、材料和接触3种非线性的ANYSYS有限元软件,对弱轴连接的梁柱狗骨式节点在单向和循环荷载作用下的受力特点及抗震性能进行研究.结果表明:通过对靠近节点处梁翼缘的适当削弱,可以使得在结构刚度和强度降低较小的情况下,节点的延性显著增加;使地震作用下塑性铰偏离脆弱的节点焊缝,出现在具有较大延性的梁端,以充分发挥钢材的塑性性能.     

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。     

盖板加强型狗骨式节点的性能分析

基于对"强节点弱构件"这一概念的深化,对现有梁柱延性节点形式实行改进,即局部加大梁端焊缝截面,而且在离梁端一定距离处又适当削弱梁翼缘尺寸(以下称盖板加强型狗骨式节点),使梁端塑性铰外移的同时,梁柱节点既有较强的承载能力,又具备较好延性。利用ANSYS软件对盖板加强型狗骨式节点、狗骨式节点、盖板加强式节点以及普通型四种形式节点进行循环荷载下的非线性有限元分析,分析结果表明:盖板加强型狗骨式节点由于将塑性铰外移,增强了结构的耗能能力及延性性能,而又使节点的承载能力和初始刚度明显高于狗骨式节点,相对于盖板加强式节点,梁端翼缘截面尽管加强,但由于在离梁端一定距离处又适当削弱梁翼缘尺寸,不需要加大柱截面,从而达到节约钢材的目的。     

狗骨式型钢高强混凝土边节点抗震性能试验研究

为了研究狗骨式型钢高强混凝土(HSRC)框架边节点的抗震性能,对9个边节点试件进行低周反复荷载试验。试验结果表明:设计合理的狗骨式型钢高强混凝土框架边节点具有良好的位移延性和滞回特性;轴压比小的试件,其节点的滞回曲线较丰满,骨架曲线较平缓,延性与耗能能力相对较好;在轴压比相等或相近的情况下,对梁型钢采用狗骨式削弱的试件较普通试件具有更好的延性性能和耗能能力,位移延性系数提高幅度为10%～25%;对节点附近梁端型钢翼缘采取狗骨式削弱,能够将框架梁的塑性铰从梁端根部转移到削弱部位,从而有效地提高节点的抗震性能,达到延性设计的目的。     

狗骨式型钢混凝土框架节点性能的有限元分析

型钢混凝土结构是近几年国内外逐步推广的一种结构形式,在借鉴狗骨式钢框架节点构造的基础上,提出类似的型钢混凝土框架节点构造,将型钢梁端部的上、下翼缘削弱,通过削弱梁的抗弯能力保护主体构件免于损伤,实现延性设计,充分发挥钢材的塑性性能。针对型钢翼缘削弱部位进行详细的参数设计,利用有限元软件ABAQUS对普通型钢混凝土框架节点和狗骨式型钢混凝土框架节点进行了单调加载和低周往复加载下的模拟计算,通过对比分析两种节点的强度、刚度、延性、耗能等指标,探明这类节点的受力特点和抗震性能。     

局部构造对钢框架梁-柱刚性节点性能的影响

对焊接孔尺寸变化的钢框架梁 柱刚性节点进行了空间非线性有限元分析。结果表明 ,焊接孔长度的扩大显著地降低了梁 柱连接面处对接焊缝和焊接孔切角端开裂以及翼缘脆性破坏的可能性 ,但过长的焊接孔也会导致梁翼缘侧向稳定的丧失。焊接孔高度的降低只有利于目前常用的焊接孔长度较短的“标准型”节点。     

刚性钢框架梁柱连接试验研究

为了检验刚性钢框架梁柱连接的抗震性能,对六个大尺寸的连接试件进行了循环加载试验,试验过程中在柱端施加了轴向压力。试验中,刚性连接试件在循环荷载作用下没有表现出足够的延性。试验结果表明：全焊梁柱连接的滞回性能好于栓焊连接;较弱节点板的梁柱连接能产生较大的塑性变形;翼缘对接焊缝的质量对梁柱刚性连接的滞回性能有很大影响。根据试验结果提出了设计施工建议。     

Effects of Moment Gradient on Elastic Flange Local Buckling of I-Shaped Beams

Recently, after clearly pointing out the flaws associated with the current AISC equation for flexural strength of I-shaped beams with slender flange, the authors proposed new equation, more accurate and more consistent than the current AISC equation, based on the mixed variational approach. However, the new equation was derived under the condition of uniform moment loading. In this paper, elastic flange local buckling strength formula for I-shaped beams with slender flange under moment gradient was proposed as a follow-up study on the basis of mixed variational approach and supplemental numerical works. The flange plate buckling coefficient predicted by the formula of this study is again shown to be much more accurate and consistent.     

钢－混凝土连续组合梁负弯矩区的局部失稳

本文提出截面曲率延性Ｋ１、Ｋ２和Ｋ３的概念，来描述二类截面局部失稳对连续组合梁内力重分布的影响，采用非线性增量迭代法，分析了３６组二跨连续组合梁承受均布荷载时弯矩重分布的情况。研究表明：二类截面连续组合梁的局部失稳，可采用对中间支承处弯矩调幅３０％来等效。本文提出的设计方法，可避免复杂的弹塑性稳定计算。     

Experimental Studies on a Combined Damper for Repairable Steel Moment Connections

Steel structures are among the building systems extensively used in most countries. They have been the subject of numerous studies with the aim of optimizing their performance under vertical and lateral loads. One important issue in this regard is reparability of connection areas under severe earthquakes, i.e., developing connections easy to be restored to their initial state. In this paper a passive control system recently developed by the authors is studied further and enhanced in configuration and behavior. The developed system is a repairable part of the connection zone in a steel moment frame absorbing the seismic damage and producing hysteretic damping. This damper is a rubber-steel core added beneath the beam-to-column connection. The steel bolts core provide for the hysteretic damping and the rubber layer contributes the restoring force. Results of several cyclic tests by varying different parameters of the damper are presented and discussed in this paper.     

冷弯薄壁型钢梁柱节点抗震性能试验研究

为研究冷弯薄壁型钢梁柱节点的抗震性能,设计了四个不同构造的T形梁柱边节点进行试验研究.分析了节点板厚度和螺栓间距等对节点承载力、刚度、延性及耗能性能的影响.试验中四个试件的破坏模式相同,均为冷弯型钢的受弯承载力破坏,说明这种构造的边节点可以有效地传递梁柱弯矩.本文根据试验结果,对这种连接节点提出了设计建议.     

H型截面杆件考虑其局部屈曲的空间计算

本文采用单位宽有限条带法构造了 H型截面杆件考虑其局部屈曲的空间位移模式。用U.L.列式法对 H型截面杆件进行了空间计算     

削切钢盖板梁柱接头设计与耐震行为

本研究的目的为提出新式的梁柱接头以避免在工地现场进行梁柱接头全渗透焊接,同时亦控制塑性变形发生在一简单、可修复的装置(削切盖板)而非钢梁。削切盖板(RFP)以焊接或栓接方式固定于钢管混凝土(CFT)柱,以螺栓或填角焊与梁翼板接合,四组全尺寸削切盖板梁柱接头试体试验结果显示:(1)削切盖板梁柱接头在反复载重作用下均可超越0.04弧度的位移角,而使梁的塑性弯矩强度得以发挥;(2)塑性变形发生在削切盖板而非钢梁上,进而避免钢梁的挫屈;(3)利用有限元素分析程序ABAQUS可预测试体接头的反复载重行为,并证明削切盖板梁柱接头的弹性挠曲劲度与盖板梁柱接头相似,满足刚性接头的劲度要求;(4)削切盖板的非弹性挫屈强度可藉由本研究提出的非线性回归分析模型预测。     

扩翼式连接钢框架抗震性能试验研究

为了深入研究扩翼式连接钢框架的抗震性能,设计制作了一榀1∶2缩尺比例的两层扩翼式连接钢框架,采用试验和有限元分析方法研究了扩翼式连接钢框架在低周往复水平荷载作用下的荷载-位移滞回性能、刚度及强度退化、塑性铰变形能力、耗能以及破坏模式等抗震性能。研究结果表明,扩翼式连接钢框架在低周往复水平荷载作用下,塑性铰自梁柱连接焊缝位置移出,塑性铰中心在扩翼段变截面以外位置形成,达到保护梁端连接焊缝防止发生脆性断裂的延性设计目标;扩翼式连接钢框架的荷载-位移滞回曲线表现出较好的塑性变形和耗能能力;进入屈服后随荷载增加受二阶效应影响结构的强度退化呈加快趋势;梁端翼缘截面扩大后,梁端承载力相应提高,但节点域刚度有所降低,设计中应采取构造措施对节点域进行补强,避免出现"强梁弱柱"现象。     

Hysteretic Behavior of RHS Columns Under Random Cyclic Loading Considering Local Buckling

International Journal of Steel Structures - In this paper, a hysteretic model of rectangular hollow section (RHS) columns that includes the deteriorating range caused by local buckling is proposed....