双型钢混凝土转换梁柱节点有限元分析

以某工程双型钢混凝土转换梁柱节点为背景,首先介绍节点的几何形式及构造,然后利用有限元软件ABAQUS建立计算模型,包括混凝土、钢筋以及型钢的建立,在最不利荷载组合作用下对节点进行受力分析,研究该节点中混凝土、钢筋以及型钢的应力应变、破坏形态及变形情况。结果表明:双型钢混凝土梁柱转换节点的应力、变形均满足设计要求,具有足够的强度和刚度。     

节点加强后钢筋混凝土梁柱节点剪切性能的二维有限元分析

本文以研究节点加强后钢筋混凝土(RC)梁柱节点的力学特性为目的,将加强情况、主筋与混凝土的粘结特性、节点的破坏模式以及裂缝模型作为参数,对RC梁柱节点进行二维有限元(2DFEM)分析,分别考察了节点的荷载变形特性、节点变形模式、混凝土的损伤和梁主筋的应变分布。试验和2DFEM分析表明,节点加强后能防止梁主筋的粘结滑移、减少并延缓节点混凝土的损伤,使RC节点由加强前的节点剪切破坏模式转变成梁端的弯曲破坏模式,从而提高RC梁柱节点的抗剪性能和延性。     

钢套管式梁-柱节点受力性能有限元研究

为了提高安装效率,避免现场焊接与栓接,本研究提出一种新型钢结构梁柱节点,即钢套管式梁柱节点,套管仅通过过盈配合与柱相连,即可构成稳定可靠的梁柱连接。考虑材料非线性和接触非线性,通过ABAQUS建立有限元模型进行分析,研究其在静载下的承载能力与破坏模式。分析结果表明,钢套管式梁柱节点有良好的延性;根据节点的弯矩-转角关系,该节点属于半刚性节点;主要破坏模式为梁受压翼缘出现较大的屈曲变形,最终形成塑性铰,实现了塑性铰的外移,达到了"强节点"的设计要求。     

方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点承载力与变形的有限元分析

研究方钢管混凝土柱-钢梁外加强环式节点在单调荷载作用下的破坏机理和受力性能。通过有限元软件ANSYS对梁柱节点进行非线性有限元分析,构件最后破坏时,节点区的钢管壁产生了严重的扭曲变形,模型的实体单元遭到严重破坏。方钢管混凝土柱-钢梁外加强环式节点具有优良的刚度及耗能能力,加强环的设置有效地降低了节点区的应力集中。采用ANSYS有限元程序进行钢管混凝土节点非线性有限元分析是可行的。     

冷弯型钢梁柱斜节点初始刚度研究北大核心CSCD

冷弯型钢梁柱节点刚度对结构承载力影响较大,因此对冷弯型钢梁柱斜节点进行研究。基于欧洲规范组件法计算冷弯型钢梁柱斜节点初始刚度,根据已有试验得到的梁柱斜节点变形特征和破坏模式分别进行理论和有限元分析,提出冷弯型钢梁柱斜节点的计算模型,推导节点初始刚度的理论计算公式。结果表明:试验结果与理论计算结果的平均误差为3.6%,说明公式比较可靠。此外,对冷弯型钢梁柱L形节点进行拓展分析,发现计算公式同样具有适用性。     

梁腹板波纹尺寸对梁柱刚性连接节点域的影响

采用有限元分析方法,建立不同波纹尺寸H型钢梁柱刚性连接节点域有限元模型。通过计算对比,分析梁波纹尺寸不同时,节点域的屈曲特征值、破坏形态、最大变形和Von Mises应力值的差异,并根据Von Mises应力得出节点域的危险区域。分析结果表明,波纹尺寸较小的波纹腹板H型钢梁柱刚性连接节点域整体上具有承载力略高、最大变形较小和Von Mises应力较小的优势,对波纹腹板梁在多高层框架中的应用有一定的参考价值。     

采用钢套筒-耗能铰的装配式梁柱节点受力机理及参数分析

为提高装配式结构抗震性能,实现装配式结构强节点、耗能区域可控、高效连接等关键技术创新,提出一种钢套筒-耗能铰装配式梁柱节点。基于钢套筒-耗能铰装配式梁柱节点滞回性能试验,构建装配式梁柱节点有限元模型数值模拟分析其受力机理,研究耗能铰不同参数构造对节点工作性能的影响。结果表明：钢套筒强化装配式梁柱节点核心区,提高节点核心区抗剪能力和剪切变形能力;钢套筒-耗能铰装配式梁柱节点耗能和损伤破坏集中在耗能铰;得到装配式梁柱节点中耗能铰的参数设计建议。     

钢梁柱节点受力性能的有限元分析

采用ANSYS大型有限元结构分析软件,对钢框架梁柱节点进行了弹塑性有限元分析,得出其应力分布变形特征及极限承载力。ANSYS计算分析的结果与有关理论及试验研究结果吻合较好。并对梁柱节点的力学性能进行了分析,即对梁柱节点形式进行了优化分析处理,提出了更为经济合理的更有利于改善节点抗震性能的改进型结构。     

钢筋混凝土结构梁柱节点滞回性能对比分析

为验证装配式强化梁柱节点与传统梁柱节点在受力和抗震性能方面的区别,借助ABAQUS的非线性分析功能分别建立了传统梁柱节点和装配式强化梁柱节点有限元模型,选择了合理的参数,分析了二者的破坏形态和滞回性能。结果表明：在相同荷载作用下,传统梁柱节点模型中的部分钢筋已发生破坏,强化梁柱节点中的钢筋未破坏,只部分钢筋进入塑性变形阶段,且通过滞回曲线对比显示：强化梁柱节点曲线的包络面积明显大于传统梁柱节点,说明了装配式强化梁柱节点的耗能能力更好。装配式强化梁柱节点设计的刚度、承载力和耗能能力均优于传统梁柱节点。     

基于ABAQUS的梁腹板开孔的梁柱节点的动力分析

为了研究梁腹板开孔的梁柱节点在地震作用下的抗震性能与延性,利用动力有限元软件ABAQUS,建立了梁柱节点的有限元模型,分析了不同荷载下的节点变形情况,并和梁腹板没开孔的节点进行动力比较,结果表明:腹板开孔的梁柱节点具有较好的抗震性能和耗能能力,在梁柱节点腹板处开孔可减轻应力集中的问题,这也有利于延长节点的疲劳寿命。     

复式钢管混凝土钢梁半穿心节点抗震性能研究

设计了复式钢管混凝土钢梁半穿心加肋加腋型节点,制作了4个梁柱试件组合体进行低周往复加载试验,并采用ABAQUS有限元软件建立了节点数值分析模型.半穿心节点刚度较大,破坏模式主要为梁端塑性铰破坏,节点试件的滞回曲线呈明显的纺锤形,耗能性能较好,有限元分析结果与试验结果吻合较好.利用有限元模型研究了节点构造、几何参数和材料参数对半穿心节点的破坏模式和承载力的影响.参数分析表明:梁柱线刚度比及轴压比对节点初始刚度影响显著;轴压比和钢梁强度对节点极限承载力影响较大;而节点的变形能力受轴压比影响较大;钢梁强度和轴压比的提高可导致柱端发生压弯破坏.通过试验和有限元模拟可知,半穿心节点能够满足刚性节点初始刚度、承载力及延性等方面的要求且抗震性能较好.     

复式钢管混凝土钢梁半穿心节点抗震性能研究

设计了复式钢管混凝土钢梁半穿心加肋加腋型节点,制作了4个梁柱试件组合体进行低周往复加载试验,并采用ABAQUS有限元软件建立了节点数值分析模型.半穿心节点刚度较大,破坏模式主要为梁端塑性铰破坏,节点试件的滞回曲线呈明显的纺锤形,耗能性能较好,有限元分析结果与试验结果吻合较好.利用有限元模型研究了节点构造、几何参数和材料参数对半穿心节点的破坏模式和承载力的影响.参数分析表明:梁柱线刚度比及轴压比对节点初始刚度影响显著;轴压比和钢梁强度对节点极限承载力影响较大;而节点的变形能力受轴压比影响较大;钢梁强度和轴压比的提高可导致柱端发生压弯破坏.通过试验和有限元模拟可知,半穿心节点能够满足刚性节点初始刚度、承载力及延性等方面的要求且抗震性能较好.     

复式钢管混凝土钢梁半穿心节点抗震性能研究

设计了复式钢管混凝土钢梁半穿心加肋加腋型节点,制作了4个梁柱试件组合体进行低周往复加载试验,并采用ABAQUS有限元软件建立了节点数值分析模型.半穿心节点刚度较大,破坏模式主要为梁端塑性铰破坏,节点试件的滞回曲线呈明显的纺锤形,耗能性能较好,有限元分析结果与试验结果吻合较好.利用有限元模型研究了节点构造、几何参数和材料参数对半穿心节点的破坏模式和承载力的影响.参数分析表明:梁柱线刚度比及轴压比对节点初始刚度影响显著;轴压比和钢梁强度对节点极限承载力影响较大;而节点的变形能力受轴压比影响较大;钢梁强度和轴压比的提高可导致柱端发生压弯破坏.通过试验和有限元模拟可知,半穿心节点能够满足刚性节点初始刚度、承载力及延性等方面的要求且抗震性能较好.     

爆炸荷载作用下平面钢框架变形形态研究

本文采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA研究单榀钢框架在爆炸荷载作用下的变形形态。分析中考虑了爆炸作用时间和荷载峰值对其变形形态的影响。结果表明:在爆炸荷载作用下,结构变形形态具有局部性和弱传递性,即爆炸区的梁柱首先产生大变形并伴随大量塑性应变,最后在横梁和立柱端部达到材料失效应变而断裂;结构的破坏发生在框架的梁柱节点部位,故协调框架梁柱节点的刚度可以延缓破坏的发生。在荷载峰值相同的情况下,受荷横梁跨中节点的变形对应作用时间2~10ms分别增大3~23倍;在作用时间相同的条件下,受荷横梁跨中节点的变形对应荷载峰值1200~4800kN/m分别增大3.27~6.93倍。     

配筋形式对框架顶层角节点抗震性能影响试验研究

框架顶层角节点在低周反复荷载作用下梁柱交角将增大或减小。通过6个钢筋混凝土框架顶层角节点在低周反复荷载作用下的受力性能试验，分析了梁上层筋在节点内弯曲锚固长度、节点配箍量、柱筋端部锚固形式及节点内角斜拉筋量等试验参数对角节点的破坏类型、变形特征及强度等抗震性能的影响。试验结果表明：与框架中间层中节点及中间层边节点不同，框架最上层角节点的受力变形不但有剪切变形而且包含弯曲变形成分；梁柱交角增大或减小时，角节点受弯破坏特性表现迥异且节点强度有很大差异；在梁筋锚固充分的前提下，梁柱交角减小时的节点破坏为弯剪破坏，节点强度由柱筋锚固形式、节点配箍量等参数决定；梁柱交角增大时，节点破坏表现为弯曲破坏特征，节点强度受节点箍筋量、节点内角斜拉筋量的影响很大。文中还对中日两国规范节点强度设计值与试验值进行了比较。     

梁柱子结构形式对钢框架结构抗连续倒塌性能的影响

基于多层多跨平面钢框架在中柱失效工况下的有限元分析,提出了两跨三柱梁柱子结构的模型。以栓焊节点为例,采用ANSYS对三种子结构模型在中柱失效工况下的破坏过程和失效机理进行精细化有限元分析。结果表明,三种模型在不同程度上放大了节点的变形或钢梁的悬链线效应;提出的两跨三柱梁柱子结构模型能有效反映框架结构在连续倒塌工况下失效柱所在节点的边界条件。采用所提出的两跨三柱梁柱子结构模型,对传统栓焊(WUFB)节点、盖板加强型(WCPF)节点和翼缘削弱型(RBS)节点进行精细化有限元分析。结果表明,盖板加强型节点和翼缘削弱型节点能够实现塑性铰外移,抗连续倒塌性能优于传统栓焊节点;三种节点的抗倒塌性能对比关系与常用的半跨梁柱子结构模型的分析结果一致。     

钢框架结构顶底角钢梁柱连接滞回性能研究

通过对顶底角钢梁柱连接原型模型进行循环荷载作用下的试验研究,以及对试验模型进行非线性有限元分析计算,全面分析了顶底角钢梁柱连接节点在循环荷载作用下的破坏机理和极限变形状态,研究了高强螺栓预紧力,角钢与梁、柱之间的接触压力等节点组件之间的力学特征,对工程设计有重要的参考价值。     

新型梁柱榫卯节点单调加载试验研究

新型梁柱榫卯节点是一种能够进行标准化生产、装配化施工、实现木结构建筑全榫卯连接的新型节点形式。通过使用机械臂对该榫卯节点进行自动化加工制作,从而实现该类榫卯木结构建筑的工业化生产、智能化建造。为了探究该新型节点的受力性能,对其十字形梁柱榫卯节点进行单调加载试验,研究该节点的承载能力、破坏模式、刚度以及变形性能。采用数值模拟的方法对榫卯节点进行仿真分析,所得模拟结果与试验结果吻合较好。研究结果表明：节点榫头主要横纹受压,受力屈服后变形明显,而卯口顺纹受压变形较小,节点最终破坏形式为榫头拔出,在薄弱截面处发生弯曲破坏,柱身和梁身基本完好。在此基础上,建立了单梁组成的T形梁-柱节点精细化有限元分析模型,研究梁柱节点中榫头朝向对节点初始刚度、强度以及延性的影响。结果表明,榫头凹面朝下初始刚度较大,可以有效提高节点的强度和延性。     

加侧板法梁柱连接节点用于D型偏心支撑结构的抗震性能分析

D型偏心支撑钢框架是偏心支撑结构中常用的一种抗震耗能结构形式,但是其耗能梁段与柱直接相连,为了满足抗震设计要求,一般需要对梁柱连接节点处采取一些加强措施。本文提出了一种新型剪切型耗能梁段与柱连接节点一加侧板方案,并利用有限元分析程序,将该新型梁柱连接节点与梁柱直接相连的D型偏心支撑结构进行了理论分析比较。验证了该新型节点不仅可以使塑性铰远离柱端,而且可以放松钢柱对梁翼缘端部的局部变形约束,避免梁柱连接节点处焊缝的脆性断裂。     

T形钢连接梁柱半刚性节点滞回性能试验研究及数值分析

为研究T形钢连接梁柱半刚性节点的滞回性能,对6个T形钢连接梁柱半刚性节点试件进行拟静力试验。分析梁高、螺栓直径、T形连接件尺寸、螺栓个数以及柱截面面积等参数对节点的受力过程、破坏模式、滞回性能、延性性能的影响。利用有限元软件ABAQUS对试验过程进行分析,将分析结果和试验结果进行对比并分析了误差产生的原因。研究结果表明:T形钢连接梁柱节点变形性能良好,节点的极限转角均超过0.03 rad,是典型的半刚性连接节点;节点延性性能良好,各节点位移延性系数均大于3;各试件的滞回曲线在加载后期呈Z形,节点耗能系数较小(与端板连接半刚性节点相比);T形连接件尺寸和连接柱及T形件的螺栓个数是影响节点初始刚度、承载力和变形能力的主要因素,梁高对节点性能的影响次之;有限元分析结果与试验结果基本吻合;采用考虑材料循环塑性特征的有限元分析模型可以很好地预测节点在循环荷载作用下的受力性能。