梁端翼缘扩翼型节点抗震性能分析

针对梁端翼缘扩翼型节点抗震性能,在试验研究基础上通过建立有限元分析模型衍生设计了2组16个试件,采用Ansys有限元分析方法深入探讨了梁端翼缘扩翼型节点的扩大宽度、扩大长度等参数对节点极限荷载、延性性能等抗震性能影响。根据试验及有限元模拟的试件破坏结果,对容易导致节点断裂发生的薄弱环节的开裂可能性进行了评估,通过引入等效塑性应变指数,从理论上分析了梁端翼缘扩翼型节点的断裂机理。介绍了梁端翼缘扩翼型节点扩翼参数的设计方法。     

钢框架梁端翼缘扩翼型节点有限元分析

本文应用有限元分析软件ANSYS对钢框架梁端翼缘扩翼型节点进行有限元分析,并与相关的实验结果进行对比,并与试验结果对比。研究表明:有限元建立的模型试件破坏形态与实验试件的破坏形态大体相同,屈服荷载、极限荷载及延性系数的数值都很接近,验证了有限元分析的准确性,同时证明了节点塑性铰能有效地移出梁柱节点,提高节点的抗震性能,为今后的理论研究及工程应用提供参考。     

工型梁柱弱轴直线扩翼型节点的滞回性能研究

本文参照梁与箱型截面柱强轴连接时的扩翼参数,设计了3组工型梁柱弱轴连接的斜边为直线的扩翼型节点模型,应用有限元软件ABAQUS分析了节点扩翼参数对扩翼型节点滞回性能的影响规律。研究发现:当钢材达到屈服强度后,扩翼段的外伸宽度、扩翼段斜边沿梁纵向长度、扩翼段斜边根部至蒙皮板间的距离对节点骨架曲线的影响程度依次减小;工字型梁柱弱轴连接的扩翼参数取值范围小于扩翼梁与箱型截面柱强轴连接时更加合理。     

延性节点空间钢框架在低周反复荷载作用下的滞回性能研究

为研究延性节点在整体钢框架中的抗震机理及性能,设计了3个缩尺比例为1∶3的不同节点构造形式的空间钢框架计算模型,分别为圆弧削弱型节点钢框架RBF、直接扩翼型节点钢框架KYF和普通标准节点型钢框架OSF,并利用ANSYS有限元分析软件进行了拟静力加载分析,创新性地采用二层施加位移、一层同时施加力荷载的同步混合加载制度施加水平地震作用。分析结果表明:圆弧削弱型节点钢框架和直接扩翼型节点钢框架均能较好地实现塑性铰外移的设计目的,有效保护了梁柱连接节点处焊缝不发生脆性破坏,并能延缓柱脚处的塑性变形和破坏。与普通节点钢框架相比,延性节点钢框架滞回曲线饱满、延性好、耗能能力强。     

钢框架梁端翼缘扩大型节点低周反复荷载试验研究

针对钢框架梁端翼缘扩大型节点进行4个1∶2缩尺比例的模型试验,深入研究梁端翼缘侧板加强型节点和梁端翼缘圆弧扩翼型节点在低周往复荷载作用下节点的屈服荷载、极限荷载、滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能能力等抗震性能。为了比较分析,还设计制作了1个普通栓焊节点试件。试验结果表明,4个梁端翼缘扩大型梁柱节点均达到了抗弯钢框架连接的抗震要求,而普通栓焊节点试件由于梁柱焊缝根部的脆性破坏制约了梁柱节点的塑性发展;梁端翼缘侧板加强型节点由于侧板与梁翼缘对接焊缝的影响使得焊接热影响区母材变脆而发生脆性撕裂,致使节点的耗能性能受到影响;梁端翼缘圆弧扩翼型节点的抗震性能优于梁端翼缘侧板加强型节点。建议在实际工程中,采用圆弧渐进式过渡的梁端翼缘扩翼型节点,可以有效保证梁柱节点连接的塑性变形和耗能能力。     

钢框架梁端抗震节点承载力对比分析

钢框架梁柱连接节点是保证梁和柱连接的关键部位,节点研究对钢结构抗震性能具有重要的意义。文章介绍了4种新型抗震节点类型和设计方法,通过计算分析了扩翼型等节点的截面承载力,得出扩翼型节点的优势,验证了已有的结论,为抗震节点承载力计算提供了参考。     

翼缘加强型狗骨式节点的性能分析及改进

基于对"强节点弱构件"概念的深化,改进现有梁柱延性节点形式,提出几何尺寸更为合理的翼缘加强型狗骨式节点。首先以扩翼式节点试验研究为基础,利用ANSYS软件对此扩翼式节点进行非线性有限元分析,并将有限元分析与试验结果相对比;在此基础上,对梁柱节点形式加以变化,做出翼缘加强型狗骨式、狗骨式以及普通型3种形式节点,参照上述分析方法对这3种形式的节点进行循环荷载下的有限元分析,并调整翼缘加强型狗骨式节点的几何尺寸,从而明确改进后翼缘加强型狗骨式节点的性能优势。     

复杂钢管空间节点应力集中系数研究

为了研究复杂钢管空间节点的应力集中系数,采用有限元软件ANSYS建立了复杂钢管空间节点有限元模型.有限元模型考虑了焊缝的影响,将有限元计算结果与试验结果进行比较,二者吻合较好,从而验证了有限元模型的可靠性.对复杂钢管空间节点模型进行了参数分析,研究了各个参数对节点应力集中系数的影响.参数分析结果表明,主管径厚比γ对节点...     

合肥新桥国际机场航站楼转换节点模型承载性能有限元分析

为得到合肥新桥国际机场航站楼钢结构屋盖中转换节点构件的承载性能,以转换节点部分为重点研究对象,采用千斤顶单拉和单压加载的方式,进行了两个转换节点模型的试验研究.本文建立了试验构件的有限元模型,将试验结果与有限元计算结果进行了对比和分析.有限元计算有效模拟了试验构件的承载性能,试验和有限元结果吻合较好,证明了设计的合理性和安全性.缩尺构件为焊缝断裂的脆性破坏,足尺模型为钢管的压屈破坏,通过施加不同大小的初始缺陷,分析了初始缺陷对于转换节点构件承载性能的影响,发现转换节点构件对于局部的初始缺陷不敏感.通过试验模型的有限元分析,与试验数据相互验证,为设计提供了理论依据.     

南京华新城塔楼转换层铸钢节点试验研究

针对南京华新城塔楼东侧中柱不能落至底部的特点,在四至七层设置跨越三层的转换层。转换层的斜柱与框架柱相交处经设计采用铸钢节点连接。铸钢节点外形不规则、受力复杂,为了验证其安全性及合理性,设计了两个1∶2缩尺节点模型并进行了三种不同工况下的静载试验,同时基于试验并利用ABAQUS建立了节点有限元模型对其进行了有限元分析。节点模型的试验值与有限元分析结果吻合良好,表明此节点有限元模型能够真实模拟节点模型的边界条件和受力状态,因此在不改变有限元模型的边界条件及荷载施加方式等计算条件的基础上,对工程实际足尺节点进行了有限元分析。结果表明:实际足尺节点能够满足设计承载能力要求,节点内填混凝土能够显著提高铸钢节点的强度与刚度,节点具有较大的安全裕量。     

T形件单向螺栓连接方钢管柱-H形钢梁抗弯节点性能研究

在对方钢管柱-H形钢梁顶底T形钢单向螺栓连接节点进行了单调静力加载试验基础上,利用ABAQUS软件进行有限元分析,通过对比验证了有限元模拟结果的准确性.基于试验节点(BASE节点)模型,通过改进节点构造,建立5个系列的节点有限元模型,以模拟分析不同构造下的节点性能.研究结果表明,增加柱壁厚度能够明显提高节点的初始转动刚...     

120m跨长江航道模型实验厅铸钢球节点受力性能试验研究

介绍了长江航道120m跨模型实验厅铸钢球节点试验,对铸钢球节点实施了足尺检验性加载试验并进行了有限元数值分析。试验过程中运用ABAQUS有限元软件对铸钢球节点进行弹性分析,对铸钢球节点的受力性能给出了更全面的评估。试验表明长江航道120m跨模型实验厅铸钢球节点是安全可靠的,节点具有充足的强度储备。     

张弦桁架铸钢支承节点受力性能研究

为考察长江航道科研试验新基地6#模型实验大厅张弦桁架铸钢支承节点的受力性能,对该铸钢节点进行了足尺试验研究和有限元分析。采用专门设计的加载反力架,试验测得了铸钢节点应力分布状况。采用ABAQUS软件进行线性有限元分析,得到了节点模型在1.3倍设计荷载下的应力和变形。考虑材料塑性发展,进行非线性有限元分析,得到节点极限荷载和失效破坏形式。试验与有限元分析结果表明：1.3倍设计荷载下,该节点处于线弹性受力状态;超过极限荷载之后,节点应力极值位置会发生变化,节点失效将从拉索锚固端局部塑性发展开始。     

无粘结预应力装配式框架中节点抗震性能分析

利用ABAQUS软件对预应力装配式框架中节点开展了低周反复加载下的有限元模拟分析,结合无粘结预应力装配式框架中节点在低周往复荷载下的试验,利用ABAQUS通用有限元计算软件建立对应框架节点的有限元模型,进行了预制装配式框架节点有限元模拟分析,对比分析试验结果和有限元分析结果,表明有限元模拟结果与试验结果能较好的吻合,证明了有限元模拟手段具有较好的可靠性和有效性。     

装配式可更换混凝土框架节点非线性分析

对可更换新型混凝土框架梁柱节点的抗震性能进行仿真研究,采用有限元软件ABAQUS对节点进行非线性有限元分析,介绍了混凝土和钢结构的本构模型、混凝土与混凝土界面特性、混凝土与钢结构之间的黏结特性.将有限元计算结果与试验数据进行对比,发现数值模拟结果与试验数据吻合良好.基于所建立的有限元模型对节点进行参数化分析,结果表明混...     

CCTV新台址主楼外筒“米”形节点滞回性能数值研究

在中央电视台(CCTV)新台址主楼外筒"米"形节点试验研究的基础上,建立了两种试验节点的有限元模型,分析了它们在反复荷载作用下的受力性能与破坏机理,并与试验结果进行了对比分析;数值分析中考察了支撑荷载偏心对节点承载力及滞回性能的影响;提出了考虑层间位移影响的框架-节点计算模型,研究了节点承载力及滞回性能。通过比较框架-节点模型的有限元计算结果与试验模型的试验结果,观察及评估了楼层层间位移对节点承载力及滞回性能的影响,其结论可用于对已有试验进行补充;研究了包含多个节点的双层框架有限元模型,考察了各节点在结构中共同受力时的承载性能及破坏模式,该分析将有助于综合评价结构外筒体系的抗侧承载性能。全面的有限元分析结果作为对节点试验的扩充,同样可以作为CCTV新台址主楼钢结构工程施工图审查及项目实施的依据。     

梁端加强型长焊接孔节点滞回性能有限元分析

为了研究梁端加强型长焊接孔节点的滞回性能,对7个不同细部构造的节点用ABAQUS软件进行有限元模拟分析。首先,对长焊接孔节点在循环荷载作用下的受力性能进行有限元模拟并与试验对比验证;然后,对长焊接孔节点进行扩翼加强并对该新型节点进行循环荷载作用下的有限元变参数分析,研究焊接孔长度的变化对该节点滞回性能的影响,最后对发现的问题进一步改进。研究结果表明:扩翼式长焊接孔节点的滞回曲线呈饱满的梭形,随着焊接孔长度的增大,焊接孔末端的应力逐渐增大,但梁端的应力也增大且基本大于焊接孔末端的应力,说明扩翼式长焊接孔节点并不能明显改善节点的受力状态;对长焊接孔节点进行梁端盖板加强后,应力水平明显降低,且焊接孔末端的应力水平始终高于梁端焊缝处的应力,说明盖板型长焊接孔节点可以有效地保护节点焊缝。     

钢框架刚性节点脆性断裂性能研究

以直接扩翼型、侧板加强型、翼缘板加强型、盖板加强型、狗骨削弱型和普通节点作为研究对象,对比分析6种钢结构典型刚性节点发生脆性断裂的可能性。研究采用ANSYS非线性有限元方法建模,以等效塑性应变指数(PI)和开裂指数(RI)作为断裂性能的判断指标,通过对比各类型节点的应力分布,分析3条指定路径和4个关键点的开裂指标,综合研究6种典型刚性节点的断裂性能,给出各类节点发生脆性断裂的关键位置,并得到翼缘板加强型节点防脆断能优于其他类型节点的结论。     

STUDY ON THE BRITTLE FRACTURE CHARACTERISTICS OF RIGID JOINTS IN STEEL FRAME

以直接扩翼型、侧板加强型、翼缘板加强型、盖板加强型、狗骨削弱型和普通节点作为研究对象,对比分析6种钢结构典型刚性节点发生脆性断裂的可能性。研究采用ANSYS非线性有限元方法建模,以等效塑性应变指数（PI）和开裂指数（RI）作为断裂性能的判断指标,通过对比各类型节点的应力分布,分析3条指定路径和4个关键点的开裂指标,综合研究6种典型刚性节点的断裂性能,给出各类节点发生脆性断裂的关键位置,并得到翼缘板加强型节点防脆断能优于其他类型节点的结论。     

随州南站新型分叉节点受力性能试验研究

随州南站的树状结构采用一种新型非铸钢的分叉节点。此类分叉节点外形不规则、受力复杂。为研究此新型分叉节点在最不利设计工况下的受力性能,并验证其安全性和合理性,对节点进行有限元分析和足尺试验研究。节点模型的试验值与有限元分析结果吻合良好,表明此节点有限元模型能真实模拟节点模型的边界条件和受力状态。试验结果表明:足尺节点能够满足设计承载力要求;在1.3倍设计荷载作用下,节点主肢角部出现塑性发展区。根据分析结果对分叉节点设计进行改进,提高节点的安全冗余度。该新型分叉节点具有较高的安全储备。