钢筋混凝土框架梁柱偏心节点抗剪承载力计算

本文通过试验探讨了梁柱偏心节点对节点核芯区抗剪承载力的影响，提出了考虑偏心距的节点有效宽度计算公式，给出了剪压复合应力下核芯区受力分析模型，并建立了相应的抗剪承载力计算公式计算值和试验值吻合较好。     

偏心钢结构节点梁柱-核心区受力机理研究

某些工程处于建筑布置和使用的需要而采用钢结构偏心连接节点。偏心节点由于受到扭转作用,而在节点核心区产生较为明显的应力集中。该文借助有限元模型,对偏心连接梁-柱钢结构节点的受力特征进行分析,表明偏心节点核心区存在明显的三维扭转效应,以及梁柱截面的畸变翘曲效应。在受力特征分析的基础上,提出了钢结构偏心节点核心区的耦合效应计算模型。通过与有限元模型进行比对验证和参数分析,对梁柱截面畸变角函数进行修正和标定。分析表明,该文提出的偏心节点核心区耦合效应分析方法能够较准确计算梁柱截面畸变翘曲正应力与弯曲正应力,可供设计参考。     

钢管混凝土组合结构全螺栓隔板贯通节点的抗震性能试验研究

该文以方形钢管混凝土柱-H型钢梁全螺栓隔板贯通连接节点为研究对象,以梁偏心为参数,进行了2个足尺的节点试件SJ1和SJ2的低周往复荷载试验,研究了该类型节点的破坏机理与抗震性能。通过试验数据处理与分析得出了该节点类型的破坏机理、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力及刚度变化规律;通过隔板应变分析验证了试件的破坏机理。试验结果表明:该类型节点具有很好的抗震性能,节点承载力高,滞回曲线饱满,延性系数较大,耗能能力强等特点;主要变形发生在梁端塑性铰区域,隔板与柱连接处容易出现应力集中现象。两组节点在设计时均考虑了抗震设计要求,破坏形式基本相同,以隔板端部梁翼缘及腹板屈曲破坏为主,但由于SJ2梁存在偏心,在荷载作用下节点下隔板与柱连接处被撕裂。     

正对称Pratt桁架直腹杆受压大偏心N型圆钢管节点静力性能实验研究

对在正对称Pratt桁架中出现的直腹杆受压大偏心N型圆钢管节点的静力性能进行了单调加载的实验研究。实施了4个负向大偏心、4个正向大偏心和1个无偏心直腹杆受压N型圆钢管节点实验。该文介绍了节点实验方案,考察了直腹杆受压大偏心圆钢管节点破坏现象,给出了竖向荷载-端位移曲线以及应变强度分布曲线,并将偏心率对节点极限承载力、刚度和延性的影响进行了讨论。实验研究结果表明:节点实验值基本接近刚接理论值,节点可以按照刚接节点处理;节点由负向大偏心过渡到正向大偏心率为0.25过程中,随着偏心率的增大极限承载力逐渐增大,在偏心率为0.25时节点的极限承载力达到最大,随着节点偏心率从0.25增加到1.00,节点极限承载力又逐渐减小;不论中国还是欧洲规范在负向大偏心时计算值均为一固定值与实验结果完全不符,且其计算结果偏于不安全;节点变为正向大偏心后由于两腹杆之间间隙较大,N型节点就逐步过渡到单独的两个Y型节点,节点形式的彻底变化导致两规范值小于实验值。     

钢筋网约束矩形钢管混凝土柱-混凝土梁节点的核心区受压极限承载力研究

为研究钢筋网约束矩形钢管混凝土柱-梁节点的核心区受压极限承载力,对8个带上下短柱的弱节点试件进行了加载试验,探讨节点区的破坏形态、峰值承载力以及节点内钢筋的应变特点。试验结果表明:轴压和偏压试件的节点区破坏形态不同;随着初始偏心与节点高度的增大,试件的峰值承载力明显降低,但节点宽度对极限承载力影响不明显。在规范配筋混凝土局压承载力计算公式的基础上,引入节点高度影响系数,并考虑荷载的偏心作用,建立节点区受压承载力计算公式。该公式与试验结果较为符合。     

偏心夹心梁柱节点低周反复加载受力性能试验研究

实际工程中梁和柱的混凝土强度经常不同,节点部位按照梁的混凝土来浇筑是这种情况下施工处理最为简便的方式,形成所谓的“夹心”节点。一些研究者就夹心节点在单调加载和低周反复加载下的性能进行了研究,但对夹心节点同时又存在梁柱偏心的情况还没有研究先例。该文完成了3个偏心夹心梁柱节点的低周反复加载试验,并分析了其节点区抗剪承载力、破坏特征、滞洄耗能等性能。结果表明:此类偏心夹心节点具有良好的承载能力和抗震性能,并且在节点区布置X筋替代部分箍筋是可行的,但梁筋在节点区的锚固性能较弱,需采取控制措施。     

框架节点抗震性能试验研究的若干问题

本文回顾了梁板柱节点试验的认过程，分析了影响节点试验的各种因素。对影响节点试验的一些因素进行了讨论。     

框架顶层角节点的受剪承载力计算

本文深入分析了钢筋砼框架顶层角节点的受剪特征及破坏机理，采用塑性桁架模型理论得出了轻骨料砼框架节点受剪承载力的计算公式，并将计算值与试验结果作了对比。     

基于ADINA的CSRC节点抗震性能有限元模拟

进行了3个核心型钢混凝土(CSRC)节点在低周反复荷载作用下的抗震性能试验,研究了核心型钢在节点区的截断锚固形式对试件抗震性能的影响。详细介绍了采用大型通用有限元软件ADINA对CSRC节点试件进行非线性有限元模拟的关键技术,通过该文完成的3个试件对程序进行验证。计算结果表明,该文使用的有限元模型可以合理的反应CSRC节点的受力特征,计算所得的材料应力状态、混凝土裂缝发展趋势和试件骨架曲线等结果与试验吻合良好。在此基础上分析了核心型钢在节点区的锚固构造、混凝土强度和强节点系数等参数对CSRC节点性能的影响。参数分析表明:强节点系数降低,试件强度增加,但变形能力减小。核心型钢在节点区的锚固面积增加,试件强度和变形能力增加。该文成果可为CSRC结构的工程实践提供参考。     

钢筋砼板柱节点的抗冲及抗弯强度研究

本文采用塑性理论推导了钢筋砼板柱中节点在竖向剪力和不平衡弯矩检同作用下的强度计算公式，建立了节点抗弯和抗冲切间的强度相关关系，用本文提出了的方法进行计算，与本文作者及国内外有关试验结果的比较表明，具有较高的精度。     

新型钢管混凝土节点试验研究

本文介绍了三个不同类型钢筋混凝土节点的反复荷载试验。试验表明，采用新型结构和形式的钢筋混凝土节点受力性能可靠，延性指标和耗能性能优良。同时，根据三种形式各自的优缺点，提出了钢筋混凝土节点的设计建议。     

外环板式高低梁-方钢管柱节点弹塑性剪切承载力计算

为研究外环板式高低梁-方钢管柱节点的弹塑性剪切承载力,对7个十字形外环板式高低梁-方钢管柱节点进行了低周往复加载试验。基于试验,建立了20个考虑不同参数影响的三维实体节点模型并对其进行了非线性有限元分析。结果表明:通过引入节点单侧最小柱梁强度比概念,可将该类节点的破坏模式分为节点区域整体剪切破坏及节点区域部分剪切破坏,且节点域两侧梁高比（d_b1/d_b2）、外环板尺寸以及钢管柱的宽厚比（D/t）等因素对节点剪切承载力产生影响。基于屈服线理论并结合试验及有限元分析结果,提出了外环板式高低梁-方钢管柱节点剪切承载力计算方法。该计算方法数据特征稳定,建议公式的结果与试验及仿真模拟结果吻合较好,能较精确地评估该类型节点的弹塑性剪切承载力,可供实际工程设计参考。     

钢筋混凝土异型柱框架节点试验研究

本文对１０个异型柱（“Ｔ”和“Ｌ”型）和３个矩形柱的足尺板柱节上和梁柱节点进行了试验研究，分析了节点在反复荷载作用下的受力过程和破坏特征，了解到节点区箍筋和节点间附近纵筋的应力变化特点，对比了各个节点的初裂荷载，裂缝宽度０．２ｍｍ时的荷载和破坏荷载，得出板在正常配筋条件下板柱节点不会破坏的结论。通过试验分析提出了一些有益的结论。     

钢管柱-钢筋混凝土框架转换节点设计研究

在传统钢管柱与钢筋混凝土框架转换方式的基础上，提出了一种适用性较强的新型转换节点。框架柱纵向受力钢筋与节点域钢管侧壁焊接，框架梁纵向受力钢筋与节点钢牛腿翼缘焊接。该转换节点钢管下插长度小，节约钢材效果明显。通过钢牛腿翼缘的叠层式连接构造，既能解决框架梁钢筋焊接的问题，又可减小牛腿翼缘偏心受力的影响，焊接施工方便。在清华大学教育部重点实验室进行了4个转换节点的缩尺模型试验，并采用非线性有限元软件Marc对转换节点的受力机理进行深入分析。结果表明:在水平往复荷载作用下，试件加载至最大位移时，牛腿端部混凝土压溃、剥落，纵向受力钢筋弯折变形显著，形成塑性铰。框架柱顶部混凝土裂缝数量较少，试验结束时框架柱基本完好。钢管柱底部管壁可能进入屈服，钢管柱及节点域均未出现面外变形。试件的荷载-位移滞回曲线饱满，具有良好的耗能能力。钢管柱的最大应力均出现在框架的顶部附近，过渡段钢管的应力低于钢管柱。在达到极限变形状态时，钢牛腿、内环板及竖向加劲肋应力较低，均处于弹性状态。该钢管柱-钢筋混凝土框架转换节点具有良好的技术经济性能，能够达到“强节点、弱构件”的抗震性能目标。     

板柱节点冲剪破坏后的精细有限元分析

按实际结构构造建立了板柱节点的精细有限元模型，采用实体单元和梁单元分别模拟混凝土和钢筋，采用生死单元技术模拟冲剪过程中混凝土开裂和冲剪后的钢筋断裂。3类典型冲剪试验的模拟验证表明该方法可以准确模拟冲剪和冲剪后的位移和承载力。基于该模型对约束节点的冲剪受力全过程进行了进一步的分析，结果表明:面内约束的板柱节点试验中，整体性钢筋和受弯钢筋对冲剪后承载力贡献为42%和58%；提高配筋率对节点冲剪前后的刚度均提升显著，而板厚增加仅对节点冲剪前的承载力和刚度有显著提升；欧美澳中四国规范在计算约束节点冲剪强度值时至少仍有36%的承载力储备，现有冲剪后承载力计算方法低估了负弯矩钢筋贡献，其冲剪后强度的计算值也都低于试验值。     

钢管混凝土结构节点设计探讨

节点设计是钢管混凝土结构设计的关键环节。基于工程应用和试验研究成果,分析了节点的工作机理和受力性能,探讨了适用于框架结构体系的节点构造型式,提出了与其相适应的计算方法和建议,供工程设计应用时参考。     

高强箍筋RC梁-柱节点抗剪模型及非线性分析

在现有RC梁柱节点抗剪模型的基础上,提出了高强箍筋RC梁柱节点抗剪模型。该模型考虑了节点中混凝土的斜压杆传力机制和箍筋的抗剪作用。计算结果表明:通过建议的节点抗剪模型计算的高强箍筋RC梁柱节点的剪切应力-应变曲线与试验结果符合较好,节点最大剪应力计算值与试验值之比的平均值接近于1且变异系数较小。将该节点抗剪模型应用于OpenSees程序中分析了高强箍筋RC梁柱节点在往复荷载作用下的力学行为,讨论了混凝土强度和轴压比对高强箍筋RC梁柱节点受力性能的影响。该模型可用于高强箍筋RC梁柱节点的受力分析。     

钢结构箱形柱与梁异型节点设计方法研究

针对大型厂房框排架结构中通常存在变梁变柱异型节点的实际情况,对6个钢结构箱形柱与梁异型节点模型进行拟静力试验,研究了钢结构异型节点的破坏机理和力学行为,建立了基于塑性铰理论的钢结构异型节点力学模型,提出了该类异型节点的设计方法及构造建议。试验与计算对比表明:可按小核心区为常规节点计算梁端的抗弯承载力;在验算节点域强度时可只对小核心区进行验算,且在保证节点域强度的前提下,只需对小核心区的抗剪承载力进行验算。该方法为钢结构异型节点的合理设计提供了依据。     

超高层建筑伸臂桁架-核心筒剪力墙节点受力性能数值与理论研究

基于对两种适用于超高层建筑的伸臂桁架-核心筒剪力墙节点的试验研究,对该类节点的抗震性能和受力机理进行精细有限元和理论分析,并给出设计方法和建议。首先利用通用有限元软件MSC.MARC(2010)对节点进行非线性数值模拟,将有限元分析结果与试验结果进行对比分析,取得满意的结果。随后根据有限元计算结果对伸臂桁架、墙体端部暗柱、外包(内嵌)钢板和混凝土剪力墙的受力机理进行深入分析,同时给出节点承载力简化计算方法。最后在整体节点模型的基础上,建立节点板的局部模型,着重对节点板的受力机理进行分析,并考察该类节点板简化设计公式的适用性。分析结果表明:混凝土墙受到上下部钢板的剪切作用从而形成斜压杆受力机制;在剪切荷载存在且节点板长度较小时,节点板危险截面正应力分布并不符合平截面假定。该文研究可为超高层建筑中伸臂桁架-核心筒节点的设计与施工提供参考。     

H形梁柱节点域弹性刚度的修正计算公式

对钢框架H形梁柱节点承受梁端不平衡弯矩时的节点域弹性刚度进行研究。考察了节点域的变形组成,在合理假定基础上,经理论推导得到只考虑纯剪切作用的弹性刚度上限值,以及同时考虑双向弯曲影响的弹性刚度修正计算公式。基于经试验校准的有限元模型,进行了不同几何尺寸的梁柱节点参数分析,并以数值拟合得到在一定程度上修正理论推导时各类假定所导致误差的修正公式。经与试验及有限元弹性刚度值的比较,显示该文提出的两个修正公式能更准确地计算节点域弹性刚度。