L形钢管混凝土柱-H型钢梁Z字形拼接节点抗震性能研究

研究了一种L形钢管混凝土柱-H型钢梁Z字形拼接节点的抗震性能,包括翼缘和腹板均拼接的节点和设置上、下部翼缘加劲肋替代腹板处拼接板的节点.通过对节点的拟静力试验和研究,获得了节点的滞回曲线、滑移荷载、屈服荷载、极限荷载、耗能能力、延性与刚度退化规律,分析腹板处拼接板和翼缘加劲肋对节点抗震性能的影响.研究结果表明:腹板处拼接板可以提高节点的屈服荷载和极限荷载.增加翼缘高强螺栓数量可以提高节点的滑移荷载,但会降低节点的延性性能.垂直加劲肋可以提高节点的屈服荷载、极限荷载和延性.对比有无上、下翼缘加劲肋的两组节点可知,上、下翼缘加劲肋可以提高节点的承载能力,有效传递拼接区的剪力,可代替腹板连接,该节点具有良好的延性和塑性转动能力.     

方钢管混凝土柱-H钢梁上环下贯栓焊混合节点抗震性能数值模拟北大核心CSCD

为了解决钢结构中钢梁下翼缘焊缝根部易发生脆性断裂的问题,提出一种兼有外环板和贯通隔板的新型栓焊混合装配方钢管混凝土柱-H钢梁连接节点。采用有限元ABAQUS对其进行数值模拟,研究该节点的传力机理、屈服机制、破坏模态和耗能性能。通过有限元参数分析,深入研究轴压比、宽厚比以及外环板厚度对节点抗震性能的影响。结果表明:节点呈现典型弯曲破坏模式,塑性铰发生在梁上翼缘与外环板连接处,节点屈服始于翼缘塑性铰区,经由翼缘扩展至腹板,继而钢管混凝土柱屈曲,最终上翼缘焊缝断裂破坏,且节点表现出良好的转动性能;增大钢管宽厚比和外环板厚度均可提高节点承载力,建议钢管宽厚比取值为35~45,钢梁翼缘与外环板厚度及钢材强度一致。     

钢梁混凝土柱节点中梁贯穿与柱贯穿节点受力性能对比

通过钢梁与混凝土柱节点中梁贯穿节点与柱贯穿节点两组节点共6个试件低周反复荷载试验对比,分析了不同节点连接方式下节点开裂、极限荷载、位移、刚度、耗能能力等性能。结果表明,梁贯穿节点破坏主要发生在钢梁根部翼缘及腹板,而柱贯穿节点的破坏主要发生在钢梁与锚板间的焊缝处,由于核芯区有腹板和翼缘穿过,梁贯穿节点在受力性能方面优于柱贯穿节点。梁贯穿节点的抗震能力略大于普通混凝土节点,柱贯穿节点与普通混凝土节点抗震能力对比有待于进一步研究。     

复式钢管混凝土柱-钢梁节点应力分布与传力机制研究

在外方内圆复式钢管混凝土柱-H型钢梁节点拟静力试验研究基础上,建立了组合节点的非线性有限元模型,研究了组合节点的滞回曲线、骨架曲线和破坏形态,分析了节点核心区水平端板、锚固腹板、竖向肋板以及内外钢管的应力分布,探讨了此类组合节点的传力机制。结果表明,建立的非线性有限元模型能较好地反映组合节点在低周往复荷载作用下的力学性能,节点核心区的应力较大值出现在水平端板变截面处和锚固腹板加肋处,钢梁翼缘的应力通过水平端板传递给锚固腹板和竖向肋板,竖向肋板的应力进一步传递给外方钢管柱腹板,而锚固腹板的应力则传递给内外钢管柱翼缘以及钢管内混凝土中,且锚固腹板与竖向肋板表现出很好的协同工作性能。试验及有限元分析均表明此类新型组合节点抗震性能较好、应力分布合理、传力路径清晰,可用于抗震设防区的建筑中。     

型钢混凝土T形柱-钢梁空间边节点开裂剪力计算方法

为建立型钢混凝土T形柱框架边节点开裂剪力计算模型,对按"弱节点"设计的10个型钢混凝土T形柱-钢梁空间边节点进行低周反复荷载试验,获取了节点核心区的开裂模式及剪切裂缝的开裂部位。采用叠加原理和弹性理论对型钢混凝土T形柱框架边节点开裂剪力进行分析;基于截面置换法,将实腹式配钢节点核心区型钢腹板的抗剪贡献计入计算模型。研究结果表明:型钢混凝土T形柱-钢梁空间边节点最初于型钢的混凝土保护层出现竖向黏结裂缝;之后,于核心区柱肢面上出现剪切裂缝,其首条斜裂缝的产生部位与加载角度有关,加载角不超过45°时,剪切裂缝最先出现于腹板上,加载角在45°时,剪切裂缝在腹板和翼缘出现的概率一致,加载角为60°时,剪切裂缝最先出现在翼缘上。当加载角在0°~45°以及45°~90°时,T形柱框架空间边节点的开裂剪力验算肢分别以核心区腹板和核心区翼缘为主。无论是叠加原理还是弹性理论,所计算的开裂剪力均大于试验值;相比于实用性更强的叠加原理,弹性理论的计算值更加接近试验结果。     

钢管混凝土柱-钢梁边柱外加强环螺栓连接节点抗震性能

传统钢管混凝土柱-钢梁外加强环焊接节点,由于环板上应力集中现象严重,环板与钢梁连接处易出现撕裂破坏.为此,提出了一种装配式螺栓连接节点形式,即将钢梁伸入上下外环板之间,钢梁翼缘与斜直边环板采用高强度螺栓连接,改变节点连接处传力路径,改善环板受力性能.进行了3个边柱节点拟静力加载试验,研究H型钢梁截面高度、外环板与H型钢...     

单面焊接H型钢局部荷载作用处的应力和补强

腹板和翼缘采用单面角焊缝连接的焊接H型钢 ,承受局部荷载作用时存在接头传力偏心的问题。通过对比试验数据 ,验证了所建立的单面焊H型钢有限元计算模型 ;对局部受力部位的焊缝和板件进行了应力计算 ,对偏心影响作了定量分析。根据试验和计算结果 ,提出了柱与牛腿相连焊缝的有效长度和柱腹板的应力计算公式 ,并讨论了柱腹板的补焊范围。     

同跨受火时两层两跨组合钢框架抗火性能的试验研究

利用自行研制的火灾试验炉,对两榀两层两跨组合钢框架在同跨火灾作用下的性能进行了试验研究,火灾工况包括:梁、板、柱同时受火、节点不受火,梁、板受火而柱、节点不受火两种。试验中量测了各种工况的炉温,框架梁、柱及混凝土楼板中的温度分布及框架水平和竖向位移。结果表明:钢柱四面受火时,钢柱翼缘、腹板的温度相差很小;对于钢梁,除了与混凝土接触的上翼缘外,其余H型钢梁的裸露部分温度分布基本均匀;混凝土内部的温升一般滞后于钢梁,钢筋混凝土板对钢梁有约束作用,升温时混凝土限制钢梁的膨胀、降温时则限制钢梁的收缩,致使钢筋混凝土板中出现很多裂缝;组合梁的抗火性能明显优于钢柱,工程中应对钢柱和节点实施保护;钢框架未受火部分对受火部分约束很大,导致受火跨边柱与中柱的变形不对称,同样也产生了内力重分布。     

高轴压比下复式钢管混凝土柱 钢梁连接节点抗震性能试验

为了研究高轴压比下复式钢管混凝土柱 钢梁连接节点的抗震性能,按照现行规范设计了3个强柱弱梁型复式钢管混凝土外环板节点试件,进行了低周往复加载试验,研究其在高轴压比下的破坏形态、承载能力、变形能力以及耗能能力等。结果表明:增加水平环板的宽度可以有效提高节点的延性;锚固腹板加肋可以增加梁柱连接节点的初始刚度,增强节点的整体性,从而提高节点的承载能力和耗能能力;节点试件的破坏表现为钢梁翼缘首先发生屈服,随着水平荷载加大,试件同时出现梁端塑性铰和柱端塑性铰的破坏形态,锚固腹板加肋和水平环板加宽的试件在加载后期出现明显的柱端压弯破坏,各节点核心区应力较小,基本处于弹性阶段,因此高轴压比下复式钢管混凝土柱 钢梁连接节点可实现强节点要求,但不能满足“强柱弱梁”的抗震设防要求。     

不同削弱形式下中空夹层钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能分析

设计一种带加强环板的中空夹层钢管混凝土柱-钢梁节点,并设计了3种不同削弱形式,运用ABAQUS有限元软件对几个削弱型节点进行建模分析,通过滞回曲线、骨架曲线、延性、承载力等5个方面来研究节点削弱对中空夹层钢管混凝土柱-钢梁节点的影响,结果表明:翼缘+腹板两半圆削弱可提高节点延性,但承载力下降,翼缘削弱型在提高延性的同时...