带不等高梁的外传力式钢管柱框架节点性能分析

在钢框架结构中,梁柱节点是最为复杂且最为重要的部分。利用有限元软件ANSYS建立了3组不同梁高差的钢管柱框架节点模型,对同时加设上下传力件的钢管柱框架节点进行受力性能分析,并与仅加设上传力件的节点和传统常规节点进行对比,通过对荷载-位移曲线、von Mises应力分布等方面的分析,讨论加设传力件对改进钢框架节点工作性能的作用。结果表明,仅加设上传力件对节点域受力性能改善并不明显,当同时加设上下传力件后,节点部位刚度、屈服承载力和极限承载力显著提高,并能保证节点部位良好的塑性变形能力,避免节点先发生破坏,有效实现柱外传力。     

带不等高梁的外传力式钢管柱框架节点性能与参数分析

利用大型通用有限元软件ANSYS建立带不等高梁的外传力式钢框架梁柱节点分析模型,并与无传力件传统不等高梁柱节点进行对比;同时指出传力件的腹板厚度以及盖板宽度和厚度是外传力钢管柱框架节点的关键设计参数,共对21个试件进行对比分析。结果表明:加设传力件能明显提高节点的刚度及承载能力;指出传力板异型构件中腹板和盖板厚度宜与钢梁翼缘厚度相同,盖板宽度宜取1~1.25倍钢梁翼缘宽度。     

外传力式矩形钢管柱节点的空间框架抗震性能分析

应用ANSYS对一种新型外传力式矩形钢管柱节点空间框架的抗震性能进行有限元模拟;对比分析空间框架两相邻钢梁截面高度相等和不相等时传统空间框架及中柱节点增设外传力件后空间框架模型的骨架曲线、耗能能力、延性性能、承载能力、破坏形态、刚度退化曲线以及应力分布等。结果表明:外传力式钢框架在低周往复荷载作用下承载力有一定程度的提高,破坏位置从原来梁柱连接位置转移至与梁翼缘相连的外传力件及以外的地方,能够有效实现塑性铰外移;增加外传力件后的空间框架滞回曲线饱满,框架具有较强的耗能能力;与传统的空间框架相比,新型框架的初始刚度更大,刚度和强度退化更缓慢,并且延性性能有一定程度的提高;增加外传力件可以改善梁柱节点的节点域应力分布,梁柱连接位置的应力分布更加均匀且应力峰值位置外移,有效避免了梁柱连接处根部焊缝的应力发展过快从而导致过早出现失效,提高了空间框架的抗震性能。     

梁高不等的外传力式框架节点滞回性能分析

通过提出一种新型外传力式节点,应用ANSYS对2个不同规格的新型梁柱节点和2个传统梁柱节点进行滞回性能分析。分析结果表明,在低周往复荷载作用下,外传力节点滞回曲线饱满,具有较强的耗能能力;另外,使节点域应力在增设外传力件后得到改善,有效避免梁根部应力发展导致梁柱连接处焊缝过早地发生脆性破坏,考察了该类节点的破坏模式,为今后该类节点在工程上更加广泛应用提供参考依据。     

方钢管柱-H型梁柱外传力式节点抗震性能参数分析

在静力试验与有限元分析的基础上,采用ANSYS软件,针对方钢管柱-H型梁柱外传力式节点考虑传力板宽度的不同,建立了5个有限元模型,对比分析了节点的塑性转动能力、承载力、延性、应力分布等抗震性能。分析结果表明:对方钢管柱施加0.4倍屈服压力的恒定轴向压力,对梁端施加同步往复荷载,当传力板宽度取梁翼缘宽度的0.75~1.25倍时,柱外传力式节点具有较好的抗震性能,为节点传力板宽度的抗震设计提供了依据。     

钢框架柱外传力式节点试验研究

钢框架柱外传力式梁柱节点是一种新型节点形式.为研究这种新型节点形式受力性能,共进行了4个模型静力加载试验,共两组,一组未增设传力板并且尺寸相似;另一组设有传力板,作为比较.分析增设传力板与未增设传力板的破坏特征以及承载力变化情况.试验结果表明：传统节点破坏发生在柱翼缘和梁柱连接处,而新型节点最后破坏不再是柱翼缘和梁柱连接的焊缝处,而是转移到传力板和梁翼缘连接处,新型节点的极限承载力比传统节点提高142.6％,梁端极限位移下降36％.研究结果表明：传力板对节点进行加固起到了很好的效果,可保护节点,实现柱外传力,提高承载力.本文研究为今后节点的加固工程应用提供参考依据.     

钢框架柱外传力式节点试验研究

钢框架柱外传力式梁柱节点是一种新型节点形式。为研究这种新型节点形式受力性能,共进行了4个模型静力加载试验,共两组,一组未增设传力板并且尺寸相似;另一组设有传力板,作为比较。分析增设传力板与未增设传力板的破坏特征以及承载力变化情况。试验结果表明:传统节点破坏发生在柱翼缘和梁柱连接处,而新型节点最后破坏不再是柱翼缘和梁柱连接的焊缝处,而是转移到传力板和梁翼缘连接处,新型节点的极限承载力比传统节点提高142.6%,梁端极限位移下降36%。研究结果表明:传力板对节点进行加固起到了很好的效果,可保护节点,实现柱外传力,提高承载力。本文研究为今后节点的加固工程应用提供参考依据。     

影响方钢管柱-H型钢梁不等高梁节点域性能的参数分析

为探究影响方钢管柱-H型钢梁外加强环式不等高梁节点域力学性能的参数,以梁高比、柱宽厚比、轴压比、梁翼缘宽厚比、梁柱宽厚比和节点域高宽比为分析参数,采用有限元分析软件ABAQUS,在对比已有试验结果验证有限元模型可靠性的前提下,对节点模型进行了单向位移加载下非线性数值模拟分析。研究结果表明:柱宽厚比对不等高梁节点域剪切初始刚度有明显影响;梁高比、柱宽厚比和梁翼缘宽厚比对节点域的变形能力有一定影响;梁高比和柱宽厚比对不等高梁节点域的剪切承载力影响较大。     

刚性柱外传力式梁柱节点数值分析

针对传统刚性梁柱节点进行加固,建立刚性梁柱外传力式节点三维有限元模型,分析该类节点在静力荷载下的位移变化和应力分布情况及破坏形式。对有无传力板节点进行了比较分析,同时也分析了刚性柱外传力式梁柱节点在不同柱轴力、传力板厚度、传力板宽度时的极限承载力,得到该类节点极限承载力变化规律。研究表明:主要应力分布不再集中在梁柱连接处,主要的应力转移到了传力板上和传力板连接处的梁翼缘上,并且梁柱连接处应力较小。在同样的梁端荷载作用下,刚性梁柱外传力式节点的钢柱管壁并未发生变形。由此可以看出,增加传力板使得节点域应力得到了改善,实现了柱外传力。另外,刚性梁柱外传力式节点的极限承载力明显高于传统刚性梁柱节点。计算结果发现传力板的厚度(宽度)以与梁翼缘厚度(宽度)相等为宜,传力板厚度(宽度)过小,传力不明显,节点承载力低,易破坏。当传力板厚度(宽度)大于梁翼缘厚度(宽度)时,传力板的加固效果并不明显。本文研究为今后节点的加固工程应用提供参考依据。     

不等高梁焊接梁柱节点的性能

研究内部非对称节点的性能,该类型节点尚未纳入EN 1993-1-8设计规范。为此,确定一个包含5种不同节点在内的研究方案。准备数值模型并用于校准节点模型足尺试验测试的结果。分析并确定影响非对称节点性能的主要因素,建立一个符合构件法的行为模型。此外,研究支持构件法的分析法,收集关于新型配置的相关信息从而建立非对称节点设计的参考模型。建立改进的分析模型来研究非对称节点。将分析结果与相应的校正数值模型相比较。根据反映节点弯矩-转角关系的曲线来校正,构件法的校正是比较合理的。     

火后钢筋混凝土框架节点抗震性能有限元分析

基于有限元分析建立了钢筋混凝土框架节点不同受火时间的温度场模型及火后的力学计算模型,采用热力耦合的方法,对节点进行低周反复加载,研究火后节点的抗震性能包括滞回曲线、骨架曲线的变化规律。结果表明,未受火和不同受火时间下,节点弹性阶段承载力几乎不变,而极限承载力在受火后将出现不同程度的降低,随着受火时间的增加,结构的承载力和刚度明显降低。     

预制预应力装配式框架节点抗震性能有限元分析

预制装配式框架梁柱节点通过后张预应力和非预应力插入钢筋混合式连接是由美国PCI学会提出的一种新型抗震节点形式。对该类节点的抗震性能进行了非线性有限元分析,对比研究了该预制装配式节点与现浇节点的承载能力、滞回性能及耗能能力等,可供相关研究参考。     

CFRP加固钢筋混凝土框架节点抗震性能的有限元分析

运用现有有限元程序AN SY S对CFRP加固钢筋混凝土框架节点的抗震性能进行了分析。分析中考虑了非线性特征,模拟了在轴向压力与水平往复荷载作用下CFRP加固钢筋混凝土框架节点的力学响应,并与非加固框架节点的受力性能进行比较,研究了滞回曲线及其骨架曲线、裂缝位置、框架节点延性等。结果表明CFRP横向包裹框架节点能够增加框架节点的延性,改善框架节点的抗震性能。     

带外加强环不等高梁-钢管混凝土柱组合节点抗震性能试验研究

对4个带外加强环不等高梁钢管混凝土柱节点试件进行了循环加载和单调加载试验,试件主要变化参数为节点两侧梁高度差,取值为 0、75、 150mm。为了研究节点域的受剪承载力,对试件按“强构件,弱节点”进行设计。对于所设计的4个节点试件,其破坏分为整个节点域剪切破坏和部分节点域剪切破坏。试验结果表明：加载方式对试件节点域剪切承载力影响不大;节点试件在正反两个方向加载形成不同的破坏模式,并且在反向荷载作用下其承载力略高于其在正向荷载作用下的承载力;节点两侧梁高度差对节点域破坏形式和承载力影响显著;在整个加载过程中,所有试件节点均未出现开裂;该类节点具有很好的变形能力和稳定的耗能能力,但随着两侧梁高度差的增加,耗能能力逐渐降低。     

型钢再生混凝土框架边节点抗震性能有限元分析

近年来,地震等灾害的发生频率逐年提高,地震灾害不仅给人们的生命财产造成了毁灭性的损失,而且产生了大量的建筑废弃材料,再生混凝土为人们提供了解决方案,型钢再生混凝土框架边节点抗震性能的研究是从结构抗震方面具体了解再生混凝土结构的力学性能。本文主要通过有ABAQUS有限元分析,研究讨论型钢再生混凝土框架边节点构件在不同再生粗骨料取代率下的抗震性能。     

矩形钢管柱-H形梁外加劲铸钢模块节点抗震性能试验研究

对矩形钢管柱-H形梁连接外加劲铸钢模块节点进行概念设计,并对该新型节点实施了循环往复加载的足尺试验,考虑了不同柱轴压比对节点抗震性能的影响。研究表明,提出的外加劲铸钢模块节点具有优良的延性、稳定高效的耗能能力、较大的承载力、合适的刚度,能充分利用节点域稳定剪切塑性耗能。经分析验证,现行节点域极限承载力公式经修正后可适用于外加劲铸钢模块节点;通过控制梁与节点域的相对强弱,可实现对节点屈服时序的控制。     

钢管柱-混凝土框架非下插转换节点抗震性能试验研究

钢-混凝土竖向混合结构由上部钢结构和下部钢筋混凝土结构组成,通过转换节点实现上下结构的连接和转换。传统节点钢管下插长度大,现场焊接量大,节点域施工困难且不利于施工质量控制。为解决上述问题,在已有研究基础上对钢管柱-混凝土框架转换节点构造进行改进优化,提出钢管柱-混凝土框架非下插转换节点。该节点钢管柱仅下插至节点域,梁底纵筋贯通,混凝土柱纵筋采用间接搭接方式与钢柱连接。制作4个缩尺比1∶2.5的钢管柱-混凝土框架非下插转换节点并进行往复加载试验,对其抗震性能进行研究。试验结果表明：钢管柱-混凝土框架非下插转换节点滞回曲线饱满,耗能能力及延性良好,具有很好的抗震性能;在轴压比为0.05～0.40范围内,增大轴压比可显著提升节点抗震性能,而节点域上部混凝土对抗震性能影响很小;对比分析了钢管柱-混凝土框架非下插转换节点与普通钢管柱-混凝土框架转换节点的承载力、刚度、耗能能力等性能,证明钢管柱-混凝土框架转换节点构造并未削弱其抗震性能,且间接搭接的连接方式传力可靠有效。     

新型装配式混凝土框架节点火灾后抗震性能有限元分析

该文采用Abaqus有限元分析软件进行了模拟火灾分析,考察某新型装配式混凝土框架火灾后节点的抗震性能,通过提取节点的P-Δ滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能等参数,对比分析了轴压比和受火时长对装配式节点性能的影响.结果表明:受火时长的节点在滞回过程中滞回环下降更快;而加载初期各节点弹性阶段的骨架曲线基本重合,在弹塑性阶段,受火时间较短的节点上升高于受火时间较长的节点;轴压比较大的节点的极限荷载、延性、耗能均大于轴压比较小的节点,这种差距随着受火时间增长有减小趋势.这一试验过程和研究结果,为新型装配式混凝土框架的防火与抗震性能提供了有价值的数据资料和理论依据.     

钢框架加强型节点抗震性能试验研究及有限元分析

为探讨加强板构造形式对节点抗震性能的影响,针对盖板、翼缘过渡板、腋板以及肋板等4种不同构造形式加强型节点进行试验及有限元分析,对其承载力、荷载-位移滞回性能、塑性变形能力、耗能、破坏形态等进行研究。结果表明:在低周循环荷载作用下,4种不同构造形式的节点试件均形成塑性铰并远离梁柱连接焊缝位置,塑性铰处的梁翼缘和腹板均产生较大塑性变形,耗能效果明显,达到塑性铰外移设计要求,梁柱节点焊缝没有出现脆性破坏。加强板的构造形式对节点承载力、延性及耗能能力有较大的影响,腋板及肋板加强节点试件的承载力高于盖板和翼缘过渡板加强型节点,而后两种节点的延性和耗能能力大于前两种节点。设计中应综合考虑加强板构造形式对节点抗震性能影响。综合比较试验及有限元分析结果可知,翼缘过渡板、腋板加强型节点具有较高的承载力以及较好的延性和耗能能力,建议在高烈度抗震设防区使用。