方钢管混凝土框架梁柱节点的抗震性能研究

采用ANSYS有限元软件对方钢管混凝土框架梁柱常用的两种节点形式即栓焊混合连接和全焊接连接进行了三维实体建模 ,在此基础上利用非线性有限元方法研究了两种节点在低周往复荷载作用下的滞回性能 ,并对两种节点形式的抗震性能进行了比较 ,结果表明 ,全焊接连接节点的抗震性能优于栓焊混合连接节点。     

加固用钢结构栓焊并用连接承载性能有限元分析

目的:对栓焊并用连接节点的受力性能进行有限元模拟,分析栓焊并用连接的承载性能。方法:对栓焊并用连接节点的受力性能进行有限元模拟,有限元模拟结果与试验数据进行对比分析,吻合较为良好。基于有限元计算结果进一步分析了栓焊并用连接节点的破坏模式和承载力,分析了螺栓和焊缝各自对承载力的贡献程度。结果:当栓焊并用节点中螺栓或焊缝其中一种连接形式的承载力明显高于另一种时,强度较低的连接形式首先发生破坏,承载能力基本充分发挥;强度较高的连接形式的承载能力不能得到充分的发挥。栓焊强度比是影响栓焊并用连接承载性能的重要指标,在节点设计中应考虑栓焊强度比的影响。结论:栓焊并用连接节点兼具高强度螺栓连接和焊接连接的优点,在钢结构节点加固改造工程中有很大的应用空间。     

钢结构框架梁柱节点连接设计方法探讨

针对钢结构梁柱连接形式进行了介绍,结合螺栓连接,栓焊混合连接及全焊型连接各自特点进行了对比分析,得出了每种连接方式的优点和不足,并阐述了提高框架梁柱节点抗震性能的具体思路及措施,以指导实践。     

不同构造的型钢梁柱节点受力性能分析

型钢混凝土结构中的型钢和外包钢筋混凝土共同作用使得整体受力性能好,然而梁柱连接节点一直是框架结构的薄弱环节,节点的破坏往往造成整体结构的倒塌。因此研究型钢混凝土柱—钢梁节点的不同连接形式的受力性能显得尤为重要。本文采用ABAQUS有限元软件建立三维节点模型,结果表明:焊接连接承载力高于栓焊混合连接节点,然而栓焊混合连接的变形高,延性好。     

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。     

焊接——高强螺栓混合连接性能与工艺研究

本文论述了焊接——高强螺栓混合连接的性能特点,试验并分析了在混合连接中用焊接和高强螺栓连接强度匹配控制混合连接承载力的条件.试验和测试了焊接热对栓接的影响.试验并提出焊——栓混合节点最佳的连接施工工艺.这些在设计与施工中都有着重要的实用价值.     

钢结构房屋中框架梁柱刚性连接节点的设计

钢结构房屋中的梁柱刚性连接节点有全焊接刚性连接节点和栓焊刚性连接节点两种,地震区的刚性连接节点设计要满足多遇地震下弹性状态的承载力要求和罕遇地震下弹塑性状态的承载力和变形要求。大震下刚性连接节点的脆性破坏除了质量缺陷外,还有焊接工艺、焊接方法、节点形式和焊接材料等方面的原因。设计应选取合适的节点类型,严格控制不同部位的焊缝质量等级以保证焊接连接的质量。     

钢框架栓焊梁柱连接节点的抗震设计

节点设计是整个钢结构设计的重要环节,提高钢框架梁柱连接节点的抗震性能是整个钢结构抗震设计的重要内容.本文主要介绍了提高钢框架栓焊梁柱连接节点的抗震设计的主要措施,主要方法包括:通过加腋和加盖板对节点进行加强,提高节点承载力;对梁局部削弱,使塑性铰从节点区外移至梁上;改进节点区焊接孔构造形式,缓解局部应力集中;妥善处理弧板和垫板,减少焊缝缺陷.     

钢结构变电站配电装置楼钢结构梁柱节点力学性能研究

变电站配电装置楼多为混凝土结构,而钢结构变电站配电装置楼则应用较少。为了解决钢结构配电装置楼结构设计关键问题,以110 k V变电站多层钢结构工程分析为依托,对配电装置楼节点进行系统研究。运用ANSYS分析软件建立了焊接连接、栓焊连接、装配式连接3种连接形式的精细化节点模型,对其进行全过程模拟分析,得到不同节点连接形式在设计弯矩和破坏弯矩下的受力状态,给出了3种节点的弯矩-转角曲线。对比分析表明:焊接节点和栓焊节点的转动性能相似,焊接节点在承载力和刚度上稍大于栓焊节点,装配式节点在弹性弯矩和初始转动刚度上较小;设计弯矩下,装配式节点转动较大,栓焊节点和焊接节点的转动较小,3种节点受力状态均能保持在弹性范围之内,满足工程需要。     

新型钢梁栓焊混合连接节点抗震性能分析

以实现"现场快速装配,同时改善节点性能"为原则,提出一种带悬臂梁段拼接的"新型钢梁栓焊混合连接节点"。首先对新型节点基准试件进行了单调和循环加载下的有限元模拟,结果表明新型节点通过下翼缘拼接滑移,有较高的延性和塑性变形能力,同时拼接滑移耗能减缓了地震能量向梁根部焊缝输入,提高节点抗震性能。对比无拼接节点,最大塑性转角提高24.6%,而承载力明显降低。此外,还研究了拼接位置和预拉力值大小对新型节点抗震性能的影响。     

提升抗连续倒塌能力的钢框架梁柱刚性节点设计理念与方法

以方钢管柱隔板贯通式节点为研究对象，为提高其抗连续倒塌性能，提出了采用改进型全螺栓连接和加固型栓焊连接的钢框架梁柱刚性节点设计方法。通过试验及有限元模拟分析，考察不同连接构造的节点在中柱失效工况下的性能。结果表明：改进型全螺栓连接构造能够延缓下翼缘断裂，使节点子结构在更大的变形下保持传力截面的完整性，弯曲机制和悬索机制提供的抗力能同时发展至较大的值；加固型栓焊连接构造保证下翼缘连接板件在焊接连接失效后继续有效传力，且使螺栓孔壁局部承压塑性破坏优先发生，传力截面在更大的变形下能保持其完整性，梁端轴力可达到全截面轴拉屈服承载力，悬索机制提供的抗力可充分发展。因此，改进型全螺栓连接构造与加固型栓焊连接构造可提高结构的抗连续倒塌能力，验证了设计方法的可行性。     

《建筑抗震设计规范》在多高层钢结构房屋抗侧力构件连接计算规定中隐存的安全问题

新颁布的《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)在多高层钢结构房屋抗侧力构件连接计算规定中隐存的安全问题有:1)在表5.4.2的新规定中,把2001版抗震规范强制性条文中焊缝的承载力抗震调整系数γRwE由0.90降成了与梁的γRbE相同的0.75,使原要求的强连接降成了二者之间并无强弱关系的"等强连接";2)在8.2.8-1条中虽有弹性阶段"钢结构抗侧力构件连接的承载力设计值,不应小于相连构件的承载力设计值;高强度螺栓连接不得滑移"的规定,但在不同连接抗力条件下如何计算?并没有给出计算公式,而把连接计算全都放在了8.2.8-3～5条用极限承载力验算的方法上。经对该法的深入分析和验证,其结果却又不能满足8.2.8-1条连接抗力的必要条件,使规范中的极限承载力验算方法在抗侧力构件连接计算式中并不起控制作用,从而失去了它的验算价值,使"强连接弱构件"的基本原则在计算中并没有得到实施。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点非线性有限元分析

利用非线性有限元软件ANSYS,对钢材采用Von-Mises屈服条件和双线性随动强化本构关系,对混凝土采用前人总结的弹塑性本构关系,对混凝土裂缝和高强螺栓连接的面-面接触等问题采用ANSYS提供的判别准则,采用三维实体单元对带内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点进行了三维建模,模拟分析了钢管混凝土柱中钢材、混凝土强度等级等因素在单调加载和低周反复加载下对节点受力性能的影响,并对节点抗震指标进行了分析比较,得到的有限元分析结果可供试验和设计参考。     

关于钢框架节点域厚度的讨论

基于节点域是钢框架体系中的薄弱环节,介绍了节点域厚度和节点域刚度的关系,并以美国抗震规范和我国规范对节点域厚度公式进行了比较分析,探讨了节点域厚度的变化对高层框架层位移和层间位移的影响,指出适中的节点域变形对提高梁柱连接的延性有很大作用。     

Research on seismic behavior of cruciform special-shaped CFST column to H-section steel beam joint

为了研究十字形钢管混凝土柱-H形钢梁框架中节点的抗震性能和破坏机理，进行了6个缩尺比为1∶2的节点拟静力试验。观察节点的损伤过程及破坏模式，分析柱端荷载-位移滞回曲线、节点核心区剪力-剪切变形曲线、层间位移角组成、耗能能力及应力分布。采用ABAQUS软件建立钢管混凝土异形柱-H形钢梁框架节点的有限元分析模型，分析结果与试验结果吻合良好，并对节点核心区受剪承载力和节点刚度进行参数分析。研究结果表明：节点的滞回曲线饱满，延性系数介于2.63～4.45之间，等效黏滞阻尼系数介于0.202～0.241之间，节点域的变形和耗能能力较强；建立的有限元分析模型可用于模拟节点的抗震性能，有限元参数分析结果表明增加节点区钢管厚度可以明显提高核心区受剪承载力，增加竖向肋板尺寸可以有效提高节点刚度。为保证竖向肋板节点达到刚性节点要求，建议柱钢板宽厚比不大于30；竖向肋板翼缘外高度、翼缘内高度以及竖向肋板与梁翼缘连接长度分别不应小于梁翼缘宽度的30%、15%和150%；竖向肋板厚度不应小于梁翼缘厚度。     

十字形钢管混凝土柱-H形钢梁框架节点抗震性能研究

为了研究十字形钢管混凝土柱-H形钢梁框架中节点的抗震性能和破坏机理,进行了6个缩尺比为1∶2的节点拟静力试验。观察节点的损伤过程及破坏模式,分析柱端荷载-位移滞回曲线、节点核心区剪力-剪切变形曲线、层间位移角组成、耗能能力及应力分布。采用ABAQUS软件建立钢管混凝土异形柱-H形钢梁框架节点的有限元分析模型,分析结果与试验结果吻合良好,并对节点核心区受剪承载力和节点刚度进行参数分析。研究结果表明：节点的滞回曲线饱满,延性系数介于2.63～4.45之间,等效黏滞阻尼系数介于0.202～0.241之间,节点域的变形和耗能能力较强;建立的有限元分析模型可用于模拟节点的抗震性能,有限元参数分析结果表明增加节点区钢管厚度可以明显提高核心区受剪承载力,增加竖向肋板尺寸可以有效提高节点刚度。为保证竖向肋板节点达到刚性节点要求,建议柱钢板宽厚比不大于30;竖向肋板翼缘外高度、翼缘内高度以及竖向肋板与梁翼缘连接长度分别不应小于梁翼缘宽度的30%、15%和150%;竖向肋板厚度不应小于梁翼缘厚度。     

带内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁节点设计研究

本文根据试验和理论研究结果,对用于高层建筑的带内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁刚性节点的受力和变形特征进行了分析研究。结合《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS 159∶2004)的设计规定,首先对方钢管混凝土柱-钢梁节点的梁-柱连接,给出了不同抗震设防要求时的受弯、受剪计算公式及建议;其次通过对节点核心区受力机理的分析,建立了钢“框架-剪力墙”加混凝土“斜压短柱”的受力模型及其屈服机制,根据塑性极限分析,给出了节点核心区受剪承载力计算的叠加公式,并与“规程”公式和非线性有限元近似模拟分析结果进行了比较。本文提出的节点核心区受剪承载力计算公式,能够反映出轴压比的影响,其计算结果安全合理,可供实际工程设计参考。     

福州白马大厦工程钢管混凝土柱的节点设计与施工

钢管混凝土结构具有强度高、塑性和韧性好、耐火性能好和施工方便等优点,在建筑结构中得到广泛应用。本文结合福州白马大厦工程,对钢管混凝土的节点设计和施工进行介绍,为此类工程提供借鉴。     

对钢框架结构节点抗震设计思想的分析

结合现行GB 50011-2010建筑抗震设计规范,对节点的抗震设计思想进行了详细分析,从整体层面设计、分部设计和材料塑性性能、局部稳定的角度进行了归纳,并给出了实例说明,以期促进相关的应用和科学研究。     

H形截面钢柱预压抗弯型连接节点受力性能试验研究

为满足钢结构快速绿色施工的需要,设计了一种新型H形截面钢柱拼接节点,即钢柱预压抗弯型节点。为研究此节点的受力性能,设计了3个足尺试件,对其进行低周往复加载试验,分析节点破坏模式、应力分布规律及对H形截面钢柱承载能力和刚度的影响。试验结果表明：柱拼接处翼缘首先发生屈曲变形,但对高强度螺栓施加的高预拉力使得柱仍然有较强的承载能力;节点处加劲肋对法兰板加劲效果明显,应力始终保持较低值,未发生屈曲变形;节点滞回曲线显示拼接柱水平位移较小,柱在节点处能量消耗小,保证了被连接构件刚度的连续性;节点区的剪切变形角最大为0.002 3 rad,变形较小。研究表明此节点是一种性能优良的H形截面钢柱拼接节点。