新型法兰盘外环板式钢节点抗震性能试验研究

提出了一种采用螺栓连接的新型法兰盘外环板式钢节点,设计制作了3个不同构造形式的试件并对其进行了低周往复加载试验研究。结果表明:在梁柱节点域设置顶底角钢连接件可增强节点域刚度,提高节点的耗能能力、延性性能、承载力和初始刚度,并减缓节点的刚度退化,但同时也会导致节点连接处加强环板先于柱发生破坏;对于未设置顶底角钢的三段式柱节点试件,其破坏符合"强柱弱梁、强节点弱构件"的破坏模式,但该试件的承载力和耗能能力较弱;采用贯通式柱的试件节点域整体性较好,承载力和初始刚度较大,但承载力下降率和刚度退化率亦较大,且节点延性性能较差,同时外加强环板更易发生破坏。     

不同外加强环形式的方钢管柱-H型钢梁节点抗震性能试验研究

通过对外加强环进行切割,设计了4个不同外加强环式的冷弯方钢管柱-H型钢梁节点试件,对其进行水平低周反复试验和ABAQUS有限元分析。探讨外加强环形式对节点破坏形态、承载力、延性、耗能性能及应变分布的影响。研究表明:4个试件均在梁端形成塑性铰;梁柱节点域及外加强环未出现明显变形,表现出良好的抗震性能;外加强环边角切割过的节点,承载力没有降低,而延性、耗能能力有一定的提升,且节省了材料。     

复式钢管混凝土外加强环板节点抗震性能试验研究

外加强环板节点构造简单、传力路径明确,是目前比较成熟且被广泛应用的钢管混凝土结构节点,针对复式钢管混凝土柱设计了其与H型钢梁连接的外加强环板节点,对9个复式钢管混凝土外环板节点试件和1个单钢管混凝土对比节点试件进行了低周往复荷载试验,以轴压比、外环板宽度、梁柱线刚度比以及锚固腹板是否加肋作为主要变化参数,研究了新型节点破坏形态、破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力及强度刚度退化等性能。试验研究结果表明:梁柱线刚度比小的节点试件易形成梁端弯曲破坏形态,而梁柱线刚度比大易形成柱端压弯破坏形态;复式钢管混凝土外环板强度和刚度退化均匀、持续、稳定,表现出了良好的耗能能力和变形能力,抗震性能较好;轴压比增大可提高节点试件初始刚度;环板宽度增加可提高节点的延性;锚固腹板加肋可提高节点的承载力。     

带加强环的方钢管再生混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究

为研究带加强环的方钢管再生混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,以有无加强环以及加强环的外伸长度、厚度为试验参数,设计制作了4个方钢管再生混凝土柱-钢梁节点,对其进行低周反复加载试验,并采用有限元软件ABAQUS对粗骨料取代率的影响进行了拓展分析。结果表明:加强环的存在能够有效限制节点核心区域钢管的鼓曲变形,可以提高节点的抗震承载能力、变形性能、耗能能力、刚度及滞回曲线的饱满程度,并能延缓节点的刚度退化速率;在一定范围内,随着加强环外伸长度的增加,试件抗震承载能力随之增加,而其延性系数则会有所降低,但降低幅度相对较小;焊缝质量对方钢管再生混凝土柱-钢梁节点的破坏过程及形态有重要的影响;粗骨料取代率和加强环的厚度对节点抗震性能的影响则相对较小。     

钢管塔新型内外法兰节点试验研究与有限元分析

提出了一种适用于钢管塔的新型内外法兰节点连接形式,阐述了该法兰的特点,指出其内外圈螺栓拉力的确定是该法兰节点设计的关键。为考察这种内外法兰节点的受力性能、破坏模式及内外圈螺栓的拉力,以榕江大跨越塔为背景,进行了2个内外塔脚法兰节点的大尺寸缩尺模型静力试验。同时,对试验模型进行了有限元非线性数值分析。试验与有限元分析结果表明:这种法兰节点受力合理,可用于实际工程;榕江大跨越塔新型内外塔脚法兰节点是安全可靠的。最后,结合试验与有限元参数分析结果,建议实际工程中在进行内外法兰节点设计时,当内外圈螺栓规格相同时,其外内圈拉力比值可统一取1.0;当内外圈螺栓规格不同时,建议外内圈螺栓直径相差不宜超过2个级别,其拉力比值可取为1.1。     

钢筋钢纤维高强混凝土框架边节点抗震性能试验研究和有限元分析

通过4个钢筋钢纤维混凝土框架边节点的低周反复加载试验研究和有限元分析,探讨了钢纤维体积率和配箍率对该类型节点抗震性能的影响.结果表明,随着钢纤维体积率的增大,加强了对节点核心区混凝土的约束作用,增强了节点核心区抗剪能力,减慢了节点抗剪承载力退化速率,减缓了节点刚度退化程度,增大了节点延性,提高了框架节点的耗能能力.     

某管桁架栈桥外环板连接节点有限元分析

某输煤栈桥管桁架结构中,下横梁通过节点外环板与下弦相贯节点连接,现行相关规范中没有关于此类节点的设计方法,目前对此类节点静力性能研究也相对较少。采用ABAQUS有限元分析软件,通过对节点边界条件、分析参数的优化设置,建立节点模型进行模拟分析,并将有限元分析结果与试验数据进行对比研究。结果表明:对节点边界条件及分析参数的优化设置合理,计算分析结果可靠。     

复杂空间桁架节点抗震性能试验研究及有限元分析

桁架转换层被广泛应用于高层建筑中,以实现结构形式的垂直转换,多榀桁架交界处的节点,其受力性能对整个桁架的安全性影响较大。结合工程实例,对上海市长宁来福士广场东部裙房桁架转换层中的两处复杂节点进行1∶4缩尺模型试验和有限元分析,研究了节点的承载力、应变发展、受力性能和破坏模式。试验结果和有限元分析表明：节点具有较高的承载力和良好的耗能能力,满足设计要求;节点腹杆板件端部的尺寸放大,改善了腹杆的轴向传力,降低了应力集中。节点的薄弱部位位于型钢混凝土柱与弦杆翼缘的交界处,节点发生破坏时,弦杆和腹杆基本没有进入屈服状态。     

输电钢管塔双层塔脚法兰受力性能试验研究及有限元分析

提出了一种适用于输电钢管塔塔脚的双层法兰节点连接型式,指出其上、下法兰板厚度的确定是该法兰节点设计的难点。为分析双层塔脚法兰的受力性能,以榕江大跨越塔工程为背景,设计了1：2.9缩尺模型试件进行静力试验,并对试验模型进行有限元非线性数值分析。结果表明：双层塔脚法兰受力合理,可用于实际工程;在进行双层塔脚法兰设计时,其螺栓、肋板及焊缝可按传统法兰设计;上、下法兰板厚度可按三边固支一边自由的矩形板受等效均布压力计算确定;鉴于上法兰板实际受力性能比等效均布荷载作用下差,其荷载应进行调整,建议调整系数取1.6;对于下法兰板,由于实际受力时三边约束与理论计算时存在差异,其厚度可以折减,建议折减系数取0.85。     

分离式圆钢管柱套筒节点与外环板节点的抗震性能试验对比研究

为了研究分离式圆钢管柱套筒节点的抗震性能,对分离式套筒节点和外环板节点进行了抗震对比试验研究,主要对试件节点破坏现象和节点的滞回曲线、刚度退化、极限承载力和延性等受力性能特征进行了对比,分析其抗震性能和变形能力。试验结果表明:新型分离式套筒节点与柱的连接更紧密,能够保证节点核心区的受力,满足"强节点,弱构件"的设计原则;套筒厚度从8 mm增加到10 mm时,能较大幅度提升节点的力学性能;当套筒厚度和外环板厚度都为10 mm时,套筒节点的抗震性能略优于外环板节点。     

钢管混凝土框架环板贯穿节点抗震性能研究

针对外加强环式节点及隔板贯通式节点的受力特点进行了介绍,并系统分析了大量的研究结果,指出这种节点容易在环板处形成破坏,为此提出了结合翼缘削弱的环板贯通式节点则可实现强节点。     

外肋板式钢板混凝土组合剪力墙与钢梁节点抗震性能试验研究

外肋板式钢板混凝土组合剪力墙与钢梁节点是一种新型墙梁节点，设计并制作了四个足尺的外肋板式钢板混凝土剪力墙与钢梁节点模型试件进行低周往复加载试验，研究钢梁跨高比、外肋板宽厚比以及设置栓钉对试件的滞回性能、延性、耗能和刚度退化等抗震性能的影响。结果表明该节点具有良好的延性和耗能能力，外肋板对节点承载力有较大提升，跨高比较小的试件在弹塑性阶段具有更好的耗能能力，改变外肋板宽厚比和在墙侧设置栓钉对该节点初始刚度无明显影响，该节点荷载有两种传递方式，一种由外伸梁传至外肋板，再由外肋板传至剪力墙；另一种直接由外伸梁传递至剪力墙，前者占比更高。     

大跨越钢管塔加劲节点外环板的有效翼缘宽度

合理确定加劲钢管节点外环板的有效翼缘宽度可以保证节点承载力计算结果的准确性,但相关试验研究表明:Q/GDW391—2009《输电线路钢管塔构造设计规定》中的计算方法忽视了环板厚度与主管厚度之比对有效翼缘宽度的影响。为揭示该影响规律,开展了相关的参数敏感性研究。有限元分析表明,无量纲的有效翼缘宽度随着径厚比、环板与主管厚度比的减小而减小。对计算结果归一化,提出了有效翼缘宽度的经验计算公式。最后进行了相应的验证试验研究。结果表明,采用该经验公式后,相应的节点承载力理论计算结果更接近试验结果。     

钢框架扩翼型节点的有限元分析与试验对比

根据试验中的扩翼型节点试件建立相对应的三维有限元模型,并对试验模型进行了循环荷载下的有限元分析,同时与试验结果进行分析比较,指出采用梁端扩翼型梁柱连接具有较好的耗能作用,其节点用ANSYS分析是可靠的。     

钢结构双层加强环式梁柱节点受力性能研究

复杂节点设计是钢结构工程设计中的难点,本文结合实际工程所遇到的双层加强环式梁柱节点形式,对其进行了1∶1足尺模型试验研究,并运用有限元软件ANSYS对试验过程进行了数值模拟,采用理想弹塑性应力-应变关系和Von-Mises屈服准则,考虑几何非线性影响,其分析结果进一步体现出该类型节点的力学性能和破坏形态。     

型钢梁-穿孔补强柱节点抗震性能试验研究及有限元分析

为研究补强板和型钢板叠合穿孔、补强板仅围焊连接的这种新型补强方式的有效性,对3个型钢梁-穿孔补强柱节点进行拟静力低周反复试验及有限元模拟分析。变化节点尺寸,对型钢梁-穿孔补强柱节点及其对应的不穿孔节点、穿孔不补强节点进行有限元分析比较。试验及有限元分析结果表明:该补强方式下,型钢梁-穿孔补强柱节点的穿孔型钢和补强板能一起较好地共同工作,补强板未发生明显拱曲变形,节点的抗震性能良好;节点的承载力和延性相对于相同条件下未穿孔型钢梁柱节点不降低;当节点核心区不是结构的薄弱部位时,节点核心区型钢穿孔及补强方式对节点力学性能的影响减小。综合考虑穿孔补强方式的施工方便性及补强效果,这种新型补强方式具有较好的实用性。     

加强环参数对矩形钢管柱-H型钢梁节点抗震性能的影响

矩形钢管柱-H型钢梁加强环节点具有出色的力学性能,以加强环沿梁外伸长度与梁翼缘宽度之比、加强环沿柱侧壁外伸宽度与柱截面宽度比、加强环边角宽度与梁翼缘宽度之比及加强环与梁翼缘厚度之比为分析参数,通过有限元分析软件ABAQUS建立节点实体模型,分析各参数对该节点抗震性能的影响。结果表明,该类节点的抗震性能优越,破坏模态受各类参数的影响较大,滞回性能易受加强环沿梁外伸长度与梁翼缘宽度之比的影响,骨架曲线、极限承载能力和刚度退化受加强环沿梁外伸长度与梁翼缘宽度之比和加强环与梁翼缘厚度之比的影响显著。     

钢结构加强环式梁柱节点有限元分析

加强环式节点是常见的钢结构梁柱节点连接形式之一。为了满足建筑功能需要,节点外接梁的布置变得越来越复杂。结合某实际工程节点的模型试验,应用有限元软件对其进行数值分析。利用试验结果对有限元模型的实用性进行了校核,得到与实际相符的有限元模型。通过有限元分析,进一步了解到该节点的受力性能和破坏机理,其分析结果可供设计参考。     

装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点#br# 抗震性能试验研究

针对装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点抗震性能开展了拟静力加载试验,研究节点试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能、刚度退化等抗震性能指标;并对影响节点试件抗震性能参数进行分析;研究节点试件层间位移角及转动能力;提出节点恢复力计算模型。研究结果表明：节点试件失效模式为外环板与梁翼缘连接螺栓剪断、梁翼缘钢板断裂、外环板与柱连接处焊缝开裂3种形式;4个节点试件的滞回环面积较为饱满并呈“Z”形,具有较强的耗能能力;4个节点试件均有显著的刚度退化现象,下降坡度平缓;4个节点试件的层间位移角为0.09～0.12rad超过抗震规范的要求,表明节点具有良好的转动能力和延性性能;外环板的厚度和宽度对节点抗震性能有一定影响;提出的节点恢复力计算模型与节点试件的试验曲线吻合较好。     

装配式钢框架柱法兰栓焊连接节点受力性能试验研究与有限元分析

为研究一种新型法兰栓焊连接柱节点在多高层钢结构中的工程应用,对3个法兰连接足尺模型试件进行了静力加载试验,并建立ABAQUS有限元模型对其进行对比论证以及理论分析。分析结果表明：新型法兰栓焊连接节点受力性能良好,对比传统法兰连接节点其刚度和承载力均有所提升;新型法兰栓焊连接节点的破坏模式有所改善。得出了不同焊缝尺寸下新型法兰栓焊连接节点的螺栓与焊缝承受弯矩的受力分配比,试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。