钢框架梁柱节点脆性破坏性能研究

分析了钢框架焊接式刚性连接的脆性发生脆性破坏的原因,综合国内外研究成果提出了几种可供实际工程中应用的改进方式。通过对梁柱焊接式刚性连接的改进,能够有效地增加连接的耗能能力,提高其延性性能,从而更好地改善结构的抗震性能。     

钢框架梁柱组合节点滞回性能有限元分析

钢框架组合节点考虑楼板组合效应后,其承载能力大幅提高,节点区刚度相应增大,可能对抗震造成不利影响。采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性精细有限元模型,并对单元选取,螺栓受力行为和材料的应力应变关系及损伤模型的确定进行详细说明。结合国内外已有的钢框架组合梁节点拟静力试验,验证了非线性有限元模型的正确性和适用性。试验和有限元分析结果均表明：考虑楼板的组合效应之后,该类型节点的刚度和承载力均有较大幅度提高,承载力提高幅度约为26％,节点区弹性刚度提高了30％左右;在静力往复荷载作用下,该类型节点的滞回曲线较为饱满,耗能能力强,具有良好的抗震性能。     

钢框架加腋刚性梁柱节点的性能研究

文章综合了国内外对加腋刚性梁柱节点研究成果,并结合现行规范将其融于结构的设计中,并以算例的形式将其与传统的设计方法进行对比。     

钢框架梁柱狗骨式节点疲劳性能试验研究

对钢框架梁柱狗骨式节点在疲劳荷载作用下进行等比例试验,研究了狗骨式节点的破坏形式、滞回性能、梁截面削弱处和根部的应力应变情况及疲劳性能,并对结果进行了对比分析。试验结果表明对梁截面进行合理的削弱可以达到塑性铰外移的目的,具有更好的抗震性能;梁根部翼缘处的焊缝强度及质量是决定狗骨式节点疲劳性能的关键因素,只有具有良好的焊接质量才能充分发挥狗骨式节点在疲劳荷载作用下的抗震性能。     

梁柱连接节点加劲肋设置原则

论述了钢框架梁柱刚性连接节点的处理方法,分析了该处的受力及破坏形态,提出了保证节点刚度和承载力所需的柱最小翼缘厚度和腹板厚度的计算公式及相应的措施。     

粘钢加固框架节点的变形分析

通过对强柱弱梁，梁弱弯，弱剪，梁纵筋锚固不足的４个足尺节点试件进行低周反复加荷对比试验，从延性，滞回曲线，节点变形的角度分析了梁、柱、节点核心区不同粘钢加固方案的效果，给出更趋合理的加固方案，为工程实践提供试验依据。     

树状柱钢框架梁柱连接节点加强形式的有限元分析

根据钢框架强节点弱构件的抗震设计原则，以两种方式对树状柱梁柱节点进行加强，然后用三维有限元模拟分析，并进行对比。ANSYS模拟结果表明，采用这两种形式能将塑性铰从梁柱节点外移，大大缓解节点的应力状态，提高结构的抗震性能。     

梁柱节点刚度对无支撑钢框架性能的影响

采用有限单元法对不同层数及跨数的无支撑钢框架进行了单向和循环加载有限元分析与对比,研究了梁柱节点刚度大小对框架的抗侧刚度、屈服荷载、屈服位移、滞回性能、破坏模式等性能的影响。结果表明:随着节点转动刚度的逐渐降低,框架侧向刚度减小,侧移增大,框架柱脚很容易率先屈服,梁端很难形成塑性铰,导致结构耗能能力降低;节点刚度达到106kN.m/rad时,框架性能与理想刚接基本一致,可以看成刚性连接框架;节点刚度小于103kN.m/rad时,可以看成铰接框架;节点刚度介于103～106kN.m/rad时则属于半刚性连接框架,节点柔性对结构性能的影响不可忽略。     

钢框架梁柱连接半刚性节点研究综述

半刚性钢框架是由梁与柱采用半刚性连接的钢框架．由于节点处在复杂应力状态下且对结构整体影响较大,半刚性节点连接具有良好的耗能抗震和塑性变形能力,因此半刚性节点连接设计尤为重要．     

左右梁高不同外加强环式钢框架节点力学性能

为了研究左右梁高不同的圆形钢管柱-H型钢梁外加强环式框架异形节点的力学性能,利用非线性有限元软件ABAQUS建立了三维空间外加强环式钢框架异形节点有限元模型,并进行弹塑性有限元分析.对比分析了不同几何参数对外加强环式钢框架节点的承载能力及初期刚度的影响.结果表明:随着左右梁高度比的增加,节点域的承载力降低,初期刚度增加;增加柱壁厚度和梁翼缘厚度,导致节点域的承载力增加;随着轴压比的增加,节点域的承载力随之降低;柱壁厚度、梁翼缘板厚度以及轴压比对节点域的初期刚度影响较小.     

钢框架梁翼缘扩翼型节点受力性能研究

针对钢框架梁翼缘扩翼型节点试件进行了非线性有限元分析,研究了梁端扩翼形式以及扩翼参数对节点应力、塑性区分布、塑性发展规律以及极限承载力的影响.分析了梁柱对接焊缝处及梁截面改变处的应力分布状况.作为比较,还进行了1个传统型梁柱全焊接刚性连接节点的有限元分析,研究结果表明,圆弧扩翼型节点和侧板扩翼型节点通过将梁翼缘进行适当的扩大后,均能有效的将塑性铰移出焊缝热影响区,避免梁柱连接焊缝附近的脆性破坏,并且比传统普通节点具有更高的极限承载力,是较为理想的延性节点.当采用相同的扩翼参数,圆弧型节点的延性性能要好于加侧板节点,另外对于侧板扩翼式节点,由于扩翼段的末端截面变化突出,易产生局部应力集中现象,建议工程设计中宜采用圆弧扩翼型节点.     

钢包回转台连杆的强度有限元分析

在冶金设备钢包回转台的使用过程中,左右对称的两个连杆会因工况较差而经常损坏。为了掌握连杆的损坏原因,采用Pr0／ENGlNEERWildfire软件建立了钢包回转台右连杆的三维模型,采用ANSYS软件对钢包回转台右连杆在承栽450t钢水罐时进行了强度有限元分析,得出了相应的位移图、应力图以及应变图,找到了相应的位移、应力以及应变的分布规律。钢包回转台右连杆的有限元数值模拟结果为钢包回转台的改进提供了重要的参考依据。     

梁柱刚接节点负载下盖板加固计算方法研究

针对栓焊混接梁柱刚接节点负载下盖板加固过程及加固后节点的受力性能进行了有限元分析。讨论了初始荷载大小以及盖板尺寸等参数对于负载下加固后节点受力,以及盖板与原节点共同工作性能的影响。计算结果显示,加固前的初始荷载基本由原节点承担,而新增荷载在原节点及加固盖板之间按比例分配,所以把加固部分和原有节点视为一个整体设计将不再安全。同时参数分析结果显示,盖板厚度对原节点与盖板之间的弯矩分配影响较大,而盖板长度则对弯矩的分配几乎没有影响。根据计算结果,本文还提出了梁柱刚接节点在负载下采用盖板加固承载性能的计算方法。     

利用角钢塑性耗能的自复位梁柱连接节点抗震性能研究

详细地介绍了利用ANSYS有限元软件对预应力自复位节点进行模拟分析的方法和步骤。建模时考虑了几何非线性、材料非线性,采用多线性随动强化的本构模型。梁、柱、螺栓、加强板、垫板都用SOLID45建立模型,采用LINK10模拟钢绞线。在建模和分析过程中充分考虑了接触摩擦和预应力,接触对用CONTACT174单元来定义,采用预应力单元PRETS179来模拟施加螺栓、钢绞线的预应力。将有限元模拟曲线和试验曲线进行对比分析发现,二者吻合较好,表明利用ANSYS有限元程序能够较真实地模拟自复位梁柱连接节点在循环荷载作用下的受力性能。     

组合框架梁负弯矩区有效翼缘宽度分析

采用有限元分析方法,考虑了宽跨比、板厚和抗剪连接程度等因素的影响,对静载作用下的组合框架梁负弯矩区的有效翼缘宽度进行了分析,并与我国规范GB50017-2003、欧洲规范EC4和英国规范BS5950计算结果进行比较.结果表明,按我国规范GB50017-2003方法计算组合框架梁负弯矩区有效宽度不够准确,尤其对负弯矩区弹性阶段的有效宽度取值偏高.而按欧洲规范EC4和英国规范BS5950的计算方法取值则偏于保守.     

波纹腹板H型钢梁顶底角钢半刚性节点研究

运用有限元软件ANSYS对波纹腹板H型钢梁顶底角钢半刚性节点进行静力荷载下的数值模拟,分析不同角钢厚度和梁高对半刚性节点受力性能的影响。结果表明:增加角钢的厚度,节点的初始转动刚度和抗弯承载力呈增长的趋势,但随着进入塑性变形阶段其增幅逐渐减小,当角钢的厚度增加到一定的程度时,对节点的初始转动刚度和抗弯承载力影响不大;增加角钢的厚度,节点的延性会降低;增加梁截面高度可以有效的提高节点的初始转动刚度及抗弯承载能力。     

多层钢框架顶底角钢连接节点的受力性能研究

通过拟静力试验以及有限元ALGOR程序,对顶底角钢连接节点进行了低周反复荷载作用下试验研究和有限元分析,研究了顶底角钢连接节点的破坏形式、受力性能。分析结果表明:该类节点的强度与刚度主要取决于角钢的强度与刚度,角钢厚度的不同直接影响节点的性能;该类节点具有较好的耗能性能,但强度较低。这些研究结果对顶底角钢连接节点的研究和应用提供了一定的理论基础。     

楔形翼缘连接板腹板连接节点断裂性能

为定量确定采用楔形翼缘连接板的钢框架结构梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子与初始缺陷深度之间的函数关系,采用断裂力学与有限元分析相结合的方法.判断焊缝开裂的依据是一型应力强度因子,应力强度因子通过J积分的方法求得.通过有限元计算研究初始裂缝深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸、梁柱长度和翼缘连接板伸出柱边缘的长度对腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据参数分析结果归纳出应力强度因子计算公式.结果表明,梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,采用楔形翼缘连接板可以明显改善焊缝边缘的断裂性能,应力强度因子与梁截面参数是增函数关系,与柱截面参数是减函数关系.     

半刚性连接钢框架结构的研究及应用

系统介绍了半刚性连接钢框架结构的划分标准、连接形式以及连接模型 ,对不同的连接模型进行了比较 ,说明了各自的优缺点 ;指出半刚性设计理论的完善以及设计方法的应用将会对结构安全及经济性带来积极的影响。因此 ,在钢框架的分析和设计中 ,应考虑节点半刚性的影响。