火灾中半刚性型钢梁柱节点的刚度分析

采用通用有限元软件ANSYS,研究火灾中半刚性型钢梁柱节点的刚度,分析材料特性、几何条件等参数对刚度的影响。恒温下,梁上竖向荷载变化时,提出H型梁柱节点的刚度公式,并用ANSYS分析结果进行验证。恒载下,温度变化时,节点的刚度公式偏保守。     

Fire response of steel semi-rigid beam-column moment connections

This study investigates the fire response of steel semi-rigid beam-column moment connections made with H-shape beam and H-shape column. The general purpose finite element software ANSYS was adopted. The numerical model was verified by the full-scale fire tests implemented in the building fire laboratory center of the Architecture and Building Research Institute (ABRI) in Taiwan, and its results were found to agree well with experimental results. The numerical results show that the applied moments have significant effects on the stiffness of steel moment connections in addition to material properties and connection geometry.     

半刚性门式刚架抗风可靠性研究

采用转动弹簧形式模拟半刚性梁柱连接节点,选取典型门式刚架结构作为研究对象建立有限元模型,应用ANSYS参数化语言(APDL),编写了基于拉丁超立方抽样法的蒙特卡洛随机有限元程序,对节点转动刚度不同的半刚性门式刚架进行了抗风可靠性分析,得出了结构可靠度指标与节点转动刚度之间的关系,根据计算结果提出供实际工程应用的设计建议...     

半刚性连接对钢管混凝土框架结构设计的影响

钢管混凝土框架结构中梁柱的连接往往是半刚性的,设计中把梁柱连接假定为完全刚接或完全铰接都是不合理的。探讨了半刚性连接对钢管混凝土框架结构内力、位移等的影响,导出了半刚性连接钢管混凝土框架结构在竖向荷载下梁端弯矩的求解公式,对水平荷载作用下标准反弯点高比计算公式进行修正,并提出了考虑半刚性连接的设计建议,可供工程设计人员参考。     

半刚性连接钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

通过对半刚性连接框架-钢板剪力墙结构在水平反复荷载作用下的试验研究,得到了结构的滞回曲线、延性指标、水平刚度、梁柱应变、转角及各关键部位的变形。从耗能能力、刚度退化、承载力、延性等方面分析该种结构的抗震性能和耗能机理;依据应力分布、梁柱转角研究半刚性节点与钢板剪力墙的相互影响效果;分析结构的内力转换和破坏模式。结果表明：该结构具有良好的延性和耗能性能;半刚性节点在反复荷载作用下没有明显变形,节点刚度退化小,框架和钢板剪力墙协同工作良好;梁柱半刚性连接弱化了结构的整体刚度,框架自身承担的水平荷载有限;破坏模式为内填钢板剪力墙局部撕裂,拉力带作用明显,钢框架柱脚及梁柱半刚性连接部位形成塑性铰,框架整体呈弯曲破坏模式。图12表4参10     

剖分T型钢梁柱连接滞回性能研究

T型钢梁柱节点是典型的半刚性连接形式之一,目前已初步应用在工程实践中。本文对T型钢连接原型模型进行循环荷载作用下的试验研究,并对试验模型进行非线性有限元分析计算,分析了剖分T型钢梁柱连接节点在循环荷载作用下的破坏机理,为T型钢梁柱连接在钢框架中的应用提供一定的理论依据。     

半刚接刚架内力性能分析

在节点半刚性连接的线性化模型基础上,对工程中常用的4种类型半刚接刚架进行了内力分析,推导了刚架杆端弯矩的计算公式。对传统刚接刚架计算弯矩值用乘以弯矩系数的方法进行修正,得到半刚接刚架弯矩值,可应用于工程设计。分析结果表明,随着刚度比增大,节点约束程度减弱,刚架横梁跨中弯矩增大,梁端弯矩减小,节点半刚性对刚架受力性能有明显影响,在刚架分析和设计中应加以考虑。     

无支撑半刚性连接钢框架的简化分析

用变刚度的螺旋弹簧模拟梁柱节点半刚性连接的弯曲特性 ,建立了半刚性连接钢框架梁单元的刚度矩阵。通过分别引入横梁修正线刚度和修正转动刚度 ,将等效代替框架法和无剪力分配法推广应用于无支撑半刚性连接钢框架的结构分析 ,其计算十分简便     

半刚性梁柱抗弯钢节点的防火性能

采用ANSYS对由H型梁和H型柱组成的半刚性抗弯钢节点的防火性能进行了研究。通过在台湾地区建筑与房屋研究中心(ABRI)的防火试验中心进行的足尺寸防火试验证实了数值模型的有效性,而且该模型的计算结果与试验结果一致。数值分析结果显示:除材料特性和连接的几何形状之外,作用力矩对抗弯钢节点刚度有很大影响。     

半刚性连接钢管混凝土框剪结构的计算探讨

通过引入梁的等效惯性矩,导出半刚性连接框架剪力墙结构中的重要参数-结构刚度特征值的计算公式;探讨了半刚性连接对框剪结构中剪力墙位移系数、弯矩系数、剪力系数和框架剪力系数等的影响;使用ANSYS建立了半刚性连接钢管混凝土框剪结构的有限元模型.算例分析表明:ANSYS分析结果和本文公式计算结果吻合较好.据此,提出了考虑半刚性连接的设计建议,可供工程设计人员参考.     

Analysis of bolted moment connections in cold-formed steel beam-column sub-frames

An extensive experimental investigation on bolted moment connections between cold-formed steel sections was carried out, and a total of 16 internal and external beam-column sub-frames with various connection configurations were tested under lateral loads. It is found that for those six beam-column sub-frames with large bolt pitches and thick gusset plates in the connections, flexural failure of connected sections is always critical. The moment resistances of the connections attain at least 85% of the moment capacities of the connected sections.This paper presents a theoretical investigation for predicting the structural behaviour of bolted moment connections between cold-formed steel sections. An analysis and design method for internal force distribution of the connections is presented, and hence a set of design rules for section failure of connected sections under combined bending and shear is proposed. Moreover, a non-linear finite element model of the beam-column sub-frames incorporating the effect of semi-rigid joints is also presented. On the basis of the measured moment joint rotation curves of the bolted moment connections, the overall lateral load-deflection curves of the sub-frames are predicted, and they are found to follow closely the curves obtained from tests. Furthermore, a semi-empirical formula for flexibility prediction of the bolted moment connections is also proposed after careful calibration against test data.It is demonstrated that the proposed rules are highly effective for predicting the structural performance of cold-formed steel frames with bolted moment connections. Hence, structural engineers are encouraged to design and build cold-formed steel structures with bolted moment connections to achieve practical and efficient construction.     

A simplified analytical method for unbraced composite frames with semi-rigid connections

The original Muto’s method for the lateral force analysis of conventional unbraced bare steel frames is first modified to incorporate the effects of semi-rigid beam-to-column connections. From which, equations for the calculation of the inter-storey drifts of these frames are formulated using first principles. By comparing the frame analytical results calculated from a rigorous finite element programme, it is shown that the proposed method gives reasonably accurate internal forces and inter-storey drifts estimations of a sway bare steel frame with semi-rigid connections. The proposed modified Muto’s method is then further developed for the manual analysis of unbraced composite frame systems by introducing an improved equivalent beam stiffness to account for the variation of the beam stiffness in the hogging and sagging moment regions. The accuracy of this simplified analytical method is verified by the rigorous finite element analysis of an unbraced composite frame with semi-rigid connections. Last, a parametric study is conducted to quantify the effects of semi-rigid connections on the inter-storey drifts of unbraced composite frames under lateral loads.     

冷弯薄壁型钢梁柱节点抗震性能试验研究

为研究冷弯薄壁型钢梁柱节点的抗震性能,设计了四个不同构造的T形梁柱边节点进行试验研究.分析了节点板厚度和螺栓间距等对节点承载力、刚度、延性及耗能性能的影响.试验中四个试件的破坏模式相同,均为冷弯型钢的受弯承载力破坏,说明这种构造的边节点可以有效地传递梁柱弯矩.本文根据试验结果,对这种连接节点提出了设计建议.     

钢梁-方钢管钢骨聚丙烯纤维增强水泥基复合材料柱节点的静力有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS,对钢梁-方钢管内置C60混凝土和聚丙烯纤维增强水泥基复合材料(PP ECC)梁柱节点进行了三维非线性有限元分析。分析结果表明:由于PP ECC的作用,钢梁-方钢管钢骨PP ECC梁柱节点的极限承载力远大于钢梁-方钢管钢骨混凝土梁柱节点的极限承载力,充分体现出PP ECC具有良好的刚度及承载力。PP ECC比混凝土能更好地与钢管、钢骨进行协同工作,更能充分发挥钢管、钢骨的受力性能。     

半刚性连接钢框架的弹性屈曲荷载计算

以单层多跨框架结构为研究对象,通过对各梁柱构件建立失稳状态的控制微分方程并引入相应的连续性条件和边界条件,建立了半刚性连接平面钢框架结构整体弹性失稳的临界荷载计算模型,并研制了相应的计算程序。计算结果表明,框架结构的半刚性连接特性和水平支撑对其整体稳定性的影响极为显著,而且结构失稳的整体效应需引起高度重视。分析结果还表明,作用于多跨框架结构竖向荷载的分布特征对整体框架结构的弹性屈曲荷载有不可忽视的影响,而这一点在目前钢框架的设计理论中并未充分考虑。另外,半刚性连接特性及结构的支撑刚度对钢框架结构稳定性的影响具有明显的界限性和区间性,即当连接刚度或支撑刚度超过一定数值时,其变化对框架结构弹性屈曲荷载的影响将无需再考虑。     

栓焊连接钢框架钢板剪力墙结构试验研究和有限元分析

在钢板剪力墙结构中,上下两层内嵌钢板拉力带的水平分力作用在中间梁上,减小了梁端弯矩,降低了节点的刚度要求,为采用半刚性节点提供了可能。据此,提出半刚接钢框架钢板剪力墙新型结构体系的概念,并设计了单跨两层栓焊连接（节点域无加劲肋）钢框架-钢板剪力墙试件,进行了低周反复荷载试验研究和有限元分析。试验主要从整体性能方面对试件...     

半刚性纯钢节点有限元模型的建立及分析

采用有限元软件ANSYS对齐平端板连接的梁柱纯钢节点进行建模,阐述了ANSYS有限元模型建立的几个关键,并根据有限元分析结果得出了齐平端板连接半刚性纯钢节点的弯矩与转角的关系曲线,从而为以后分析节点应力、变形能力等奠定了基础。     

钢框架梁柱节点恢复力模型的研究

为了研究高层钢结构梁柱节点的抗震性能 ,对钢框架节点在低周反复荷载作用下的性能进行了足尺模型试验研究。在试验研究的基础上 ,考虑了节点延性、耗能性能和强度、刚度退化等影响 ,建立了钢框架梁柱节点的恢复力模型 ,计算结果与试验结果吻合良好。建立的模型对高层钢结构的抗震设计具有较好的参考价值     

钢框架梁柱节点恢复力模型的研究

为了研究高层钢结构梁柱节点的抗震性能,对钢框架节点在低周反复荷载作用下的性能进行了足尺模型试验研究.在试验研究的基础上,考虑了节点延性、耗能性能和强度、刚度退化等影响,建立了钢框架梁柱节点的恢复力模型,计算结果与试验结果吻合良好.建立的模型对高层钢结构的抗震设计具有较好的参考价值.     

半刚性钢框架梁柱弱轴端板连接的试验研究和有限元分析

空间钢框架结构的高等分析必须考虑梁柱弱轴连接的抗弯性能。为研究钢框架梁柱节点弱轴端板连接的性能,进行2个边柱弱轴端板连接试件和2个中柱弱轴端板连接试件的单调加载试验,并建立有限元分析模型。为与试验结果对比,有限元分析采用的构件几何尺寸、材料特性等参数和加载过程均与试验相同,对比显示有限元分析结果和试验结果吻合较好。明确了弱轴端板连接的应力分布、塑性发展、变形特点和破坏模式。研究表明:①梁柱弱轴端板连接具备一定的转动变形能力和良好的弯矩承载能力,在端板受拉区可能形成塑性铰;②梁端弯矩较小时弯矩-转角曲线就体现出非线性的性质,弱轴端板连接属于典型的半刚性连接;③中柱节点和边柱节点弱轴端板连接的承载力基本一样,但半刚性特性差别很大。