预制装配式RCS组合框架结构动力时程分析

根据现行国家规范与规程,由ETABS软件模拟6层半刚性、刚性RCS组合框架结构及附加屈曲约束支撑(BRB)的半刚性连接RCS组合框架结构在地震作用下的时程分析对比,研究了半刚性连接节点对RCS组合框架结构抗震性能的影响以及BRB对RCS组合结构框架的抗震性能影响。数据结果表明:半刚性连接削弱结构整体刚度,但抗震性能稍优于刚性连接,BRB通过滞回耗能有效降低半刚性连接的RCS组合框架结构的地震响应,同时解决半刚性连接结构变柔的问题,可为预制装配式结构提供工程参考价值。     

半刚性连接组合梁框架足尺模型模拟地震振动台试验

为了研究半刚性连接组合梁框架在地震作用下动力特性以及破坏模式,为半刚性框架抗震设计及在地震区的使用提供依据,进行了1个足尺半刚性连接组合梁框架结构模型振动台试验研究。通过试验,分析了小震、中震和大震作用下半刚性连接组合梁框架结构的动力特性、位移反应、加速度反应、半刚性组合节点内力反应、结构破坏模式。研究结果表明:半刚性连接组合梁框架具有较好的抗震性能,在罕遇地震作用下(1.20g),整体结构仍然没有明显损坏,结构破坏形式为半刚性组合节点和柱脚处产生较大塑性变形,半刚性连接框架结构完全可以在高抗震设防烈度地区使用。对试验框架建立有限元分析模型,进行结构的非线性动力时程分析,计算结果与试验结果较为接近。     

半刚性连接钢管混凝土框架动力特性的非线性有限元分析

应用有限元软件ABAQUS建立半刚性连接的钢管混凝土平面框架模型,采用SPRING2单元模拟半刚性节点,节点采用具有半刚性特性的不同弯矩-转角曲线作为约束条件。对比了2层两跨半刚性框架试验的荷载-位移模拟曲线和试验曲线进行模型验证。基于验证结果,对一典型6层三跨半刚性连接的钢管混凝土框架进行了模拟,分析不同连接刚度条件对钢管混凝土组合框架的抗震性能影响。结果表明:半刚性连接对钢管混凝土框架结构的抗震性能影响显著。相对于刚接,采用半刚性连接时,钢管混凝土框架结构底层剪力明显减小,低阶振型的自振周期增大,结构动力响应变化很大。     

Y型偏心支撑半刚性连接钢框架动力性能研究

Y型偏心支撑既能提供足够的弹性刚度,又能使结构具有很好的抗震性能;半刚性节点对钢框架结构的性能影响很大,在进行钢框架结构设计时必须要考虑半刚性的影响。将Y型偏心支撑与半刚性连接结合起来的结构形式是一种新型抗震结构体系。运用结构通用有限元软件MIDAS GEN建立不同连接刚度的半刚性连接Y型偏心支撑钢框架模型。并对其进行模态分析、多遇地震下和罕遇地震下的时程分析,得到各不同连接刚度Y型偏心支撑钢框架的自振周期、层间位移、层间位移角及顶点时程位移曲线。通过对比分析可知,半刚性连接对Y型偏心支撑钢框架的抗侧刚度有很大影响,半刚性连接可以很好地改善结构的抗震性能。Y型偏心支撑与半刚性节点都可以提高结构的抗震性能,两者相结合的结构形式有很好的应用前景。     

端板连接半刚性节点对多层框架设计的影响分析

在对钢结构进行设计的过程中,传统的设计方法是将端板连接按照刚性节点进行设计,且这种设计方法也多被应用在单层门式刚架结构的设计之中,在对于多层钢框架结构进行设计的过程中,如果再将端板连接视为刚性节点,往往不能有效地满足要求,尤其是对于多层钢框架结构的抗震性能会造成重要的影响。将端板连接视为半刚性节点来进行设计,更加有利于多层钢框架结构的设计,因此主要就探讨了端板连接半刚性节点对多层框架设计的影响,以期能够为多层框架结构的设计提供相应的参考。     

竖向荷载下足尺半刚性连接组合框架试验研究

为研究半刚性连接组合框架在静载作用下的力学性能,进行了竖向荷载下两榀足尺的两层两跨半刚性连接组合框架试验。组合框架由H型钢柱和压型钢板混凝土组合梁组成,钢节点由焊接到钢梁端部的平端板通过螺栓与钢柱翼缘连接。为了解半刚性连接组合框架的结构性能和破坏特征,考察不同荷载水平作用下半刚性连接和楼板的组合效应对钢框架结构整体性能的影响,重点分析框架整体性能、节点性能和梁性能。试验表明:平端板型组合节点为半刚性连接、部分强度节点,具有较高的强度和刚度,其极限转角可满足不小于30mrad的延性设计要求;半刚性连接和楼板的组合效应对钢框架的强度、刚度和延性有较大影响,设计时应加以考虑。试验结果可为今后半刚性连接组合框架理论研究和工程实际应用提供参考。     

节点刚度对多层钢框架静力性能的影响分析

由于缺乏计算理论和方法,大多数半刚性节点按刚性节点进行设计,与实际情况相差很大.介绍了实际工程中多层钢框架结构经常采用的半刚性连接形式;采用有限元分析的方法,将半刚性连接节点视为弹簧单元;通过通用有限元软件Ansys建立有限元模型进行计算分析,研究了节点刚度对多层钢框架结构变形和内力的影响.计算结果表明,采用了半刚性连接的钢框架结构,相对于理想刚接的情况,结构的内力和变形都有很大变化.在钢框架分析和设计中,应考虑半刚性节点的影响.     

罕遇地震下半刚性连接框架弹塑性位移的实用计算

本文提出了半刚性连接框架弹塑性地震反应分析模型,并针对半刚性连接框架结构的弹塑性地震位移的实用计算开展研究.在合理选取一定数量的地震记录及典型的结构形式的基础上,基于提出的分析模型,通过大量参数统计分析,得出了半刚性连接框架结构弹塑性层间位移与各参数的定量关系,以此提出了抗震设计时进行罕遇地震作用下多层半刚性连接框架弹塑性位移计算的实用表格.     

柱与柱法兰连接对多高层钢框架结构性能影响研究

为了研究装配式钢框架结构柱与柱螺栓连接半刚性节点对纯框架整体结构的影响,采用ANSYS有限元分析软件,对8层2跨钢框架整体结构进行了分析,研究了柱与柱半刚性连接钢框架在风荷载作用下的弹塑性性能,得到半刚性柱与柱连接节点对整体结构力学性能的影响规律。由于柱与柱半刚性连接节点的存在,钢框架在变形性能比刚性连接钢框架有一定提高,同时其侧向位移有所增大。对于柱与柱半刚性连接钢框架,由于柱与柱连接节点的柔性影响,会增大整体框架的梁端弯矩。     

半刚性端板连接多层钢框架地震反应的弹性时程分析

由于缺乏计算理论和方法,大多数半刚性节点按刚性节点进行设计,与实际情况相差很大.本文采用有限元分析的方法,将半刚性连接节点视为弹簧单元,通过通用有限元软件ANSYS建立有限元模型进行时程计算分析,研究了节点刚度对多层钢框架结构抗震性能的影响.计算结果表明,采用了半刚性连接的钢框架结构,相对于理想刚接的情况,结构的自振周期和振型都有很大变化,在地震作用下结构的底部剪力明显减小,动力响应变化很大.在钢框架分析和设计中,应考虑半刚性节点的影响.     

考虑梁柱半刚性连接巨型框架受力性能研究

以某三跨24层巨型框架结构为例,采用通用有限元软件SAP2000,对比分析了巨型框架结构粱柱节点为刚接、铰接、半刚性连接的自振周期、位移与前三阶振型下的连梁轴力。探讨了考虑梁柱半刚性连接巨型框架受力性能,提出了合理化建议以指导工程实践。     

RCS梁柱节点半刚性连接弯矩-转角关系模型研究

梁柱节点作为RCS结构中的重要组成部分,其受力情况较为复杂,在地震作用下容易发生损伤。通过对RCS梁柱组合件抗震性能试验研究发现,该种梁柱节点连接并非是理想的刚性连接,而是一种半刚性连接。为了明确该种半刚性连接的受力及转动特性,系统探讨了柱面钢板厚度,钢梁高度、翼缘宽厚比、柱混凝土强度和楼板厚度等构造措施参数对该种半刚性连接在循环荷载下抗弯承载力以及初始转动刚度的影响。同时,基于参数分析和灵敏度计算结果,提出描述该种半刚性连接的弯矩-转角关系四折线模型。该模型计算结果与试验结果吻合较好,可以为基于半刚性连接的RCS组合结构设计提供参考。     

半刚性连接框架结构的动力响应分析

半刚性连接框架结构的动力性能和刚性连接框架结构不同.本文采用有限元分析软件ANSYS建立了刚接、半刚接和铰接三种连接形式的10层框架有限元模型,分析了三种连接形式框架的自振周期和在设计反应谱下的层间位移和变形曲线,并对框架结构在两种不同地震动激励下的响应进行分析,得出结论:半刚性连接使结构低阶振型的自振周期显著增加,而对高阶振型的自振周期影响很小,可以忽略;在地震区采用刚接框架结构并不一定是最好的选择.最后给出了半刚性连接框架结构抗震设计的建议.     

钢柱弱轴外伸端板连接静力试验与钢框架抗震性能

为丰富弱轴半刚性连接刚度数据库、研究端板连接节点刚度对钢框架结构抗震性能的影响规律,进行了弱轴端板连接节点的半刚性性能试验研究,得到了连接节点的弯矩-转角关系曲线,并借助有限元分析软件SAP2000对空间钢框架结构进行了抗震性能分析,得到了4个空间结构模型在多遇地震和罕遇地震下的结构时程位移曲线和层间位移角。研究表明:弱轴外伸端板连接节点刚度约为相同尺寸节点强轴方向的30%,节点变形能力较强,具有良好的耗能能力;节点刚度对结构的前三阶周期尤其是基本周期影响很大;端板连接钢框架在小震、大震下层间位移角均能满足规范要求且具有良好的抗震性能和抗连续倒塌能力。     

节点刚度对外伸端板连接钢框架结构抗连续倒塌性能的影响研究

为研究节点刚度对外伸端板连接钢框架结构抗连续倒塌性能的影响,本文利用ANSYS14.0建立两个6层平面钢框架的有限元模型,梁柱节点分别为刚性节点和半刚性节点,半刚性节点利用非线性弹簧单元Combin 39单元进行模拟。考虑材料非线性及几何非线性,采用备用荷载路径法对其进行非线性静力分析(采用Pushdown analysis)及非线性动力分析。结果表明:柱破坏时,与刚性节点平面钢框架相比,半刚性节点平面钢框架的塑性铰出现较晚,失效点竖向位移增大,结构的竖向承载能力降低,更易发生倒塌破坏,因此,进行外伸端板连接钢框架结构的抗连续倒塌分析时应考虑节点刚度的影响,否则会高估其抗倒塌能力,带来偏不安全的结果。     

半刚性连接组合框架地震反应分析

本文采用SAP2000程序建立了半刚性连接组合框架的有限元模型,基于半刚性组合节点试验所得到的滞回模型,研究了半刚性连接组合框架的地震反应特征,并分析了连接刚度变化对多层组合钢框架动力特性的影响,比较了框架中不同位置连接的耗能能力.分析结果表明,连接柔度会降低结构的低阶自振周期,但是对高阶模态影响则很小.地震作用下半刚性连接组合框架的位移反应不一定大于对应的刚接组合框架,而地震剪力则减小.框架中的边节点耗散的地震能量多于中间节点,而底层节点耗散的能量又多于中间层和顶层节点.     

半刚性节点无支撑钢框架地震易损性分析研究

采用顶点最大位移角、位移延性比作为结构性能参数,峰值加速度作为地震动强度参数,以6层无支撑钢框架结构为研究对象,分别随机生成100个刚节点和半刚节点的结构-地震动样本,采用有限元软件SAP 2000对其一一进行非线性动力弹塑性时程分析。研究结果表明:半刚性节点使最大层间位移角上移,薄弱层位置会发生变化;半刚性节点的转动变形消耗地震能量,可以显著降低结构的易损性;拉丁超立方随机抽样可以有效考虑地震动和结构随机性,有利于钢框架结构地震易损性的评估。     

国外期刊论文简介

预制抗震框架结构中钢桁架一纤维钢筋混凝土组合梁与钢筋混凝土柱连接节点的研究;一种确定钢结构防火涂料厚度方法的研究一简易推导过程;平面抗弯钢框架基于性能化抗震设计的最大位移曲线;调谐质量阻尼器的最优化设计理论及其应用;钢结构和组合结构整体分析中半刚性连接节点基于构件的模拟方法;……[编者按]     

装配式RCS组合节点减震框架结构地震响应研究

为研究布置扇形铅黏弹性阻尼器的装配式RCS组合节点框架结构地震响应,选取不可替换的装配式RCS组合节点JD-1、可替换的装配式RCS组合节点JD-2、JD-3、JD-4连接的减震框架结构与普通刚接减震框架结构,对其进行地震响应分析并将计算结果与未设置阻尼器的RCS框架结构结果进行对比分析,研究其减震效果.结果表明:在布...     

两层钢管混凝土柱与组合梁单边螺栓端板连接框架拟动力试验研究

为揭示半刚性钢管混凝土组合框架在地震作用下的动力特性和破坏形式,对2榀两层单跨钢管混凝土柱与 组合梁单边螺栓端板连接组合框架进行拟动力试验研究。该试件的梁柱连接节点形式为平齐端板或外伸端板连接 ,组合楼板采用钢筋桁架楼承板,试验影响参数为柱截面类型和端板类型。研究了El-Centro地震波作用下结构 的加速度反应和位移响应,分析了滞回性能、刚度、延性和耗能能力等,评价了梁柱半刚性连接和楼板组合效应 对组合框架结构整体性能的影响。试验表明：半刚性钢管混凝土组合框架具有良好的抗震性能和耗能特性。在柱 截面宽度和含钢率相同条件下,采用单边高强螺栓端板连接方式,圆钢管混凝土组合框架的最大位移响应和累积 耗能比方钢管混凝土组合框架大;方钢管混凝土组合框架的水平承载力和初始刚度优于圆钢管混凝土组合框架。 研究成果将为我国装配式组合结构设计理论与应用提供科学依据。