基于钢框架梁柱焊接节点超低周疲劳性能的焊接孔构造优化研究

强往复荷载作用可能导致钢框架梁柱节点的焊接孔处发生超低周疲劳(ULCF)断裂,将数值模拟的应力应变状态代入循环孔洞扩张模型(CVGM)是预测ULCF断裂的普遍方法。将上述方法扩展至改进循环孔洞扩张模型(ICVGM),可用于各类焊接孔形节点的断裂预测,给出优化的焊接孔形。为此,基于既有试验数据提出ICVGM参数标定方法,确定Q355钢的相关参数;将ICVGM预测结果与钢框架节点局部试件断裂试验结果进行对比,揭示二者的一致性,验证ICVGM较CVGM的准确性;同时,采用ICVGM获得不同焊接孔形节点的断裂倾向,提出优化建议及合理孔形。有限元参数分析表明：增加焊接孔长度可以降低节点的断裂倾向;采用半圆形及FEMA-350推荐孔形节点的断裂倾向最低;优化孔形使得断裂位置由热影响区转移至母材,从而提高节点延性。     

X形方圆钢管相贯节点超低周疲劳断裂试验研究

为研究焊缝类型和内加肋板对钢管相贯节点超低周疲劳性能的影响,开展了 3个X形方圆钢管相贯节点的超低周疲劳试验,研究了节点的破坏形态,分析了节点处的应变分布规律,得到了节点的疲劳寿命.试验结果表明:3个X形方圆钢管相贯节点的裂纹均起始于节点的鞍点位置,角焊缝和熔透焊缝X形方圆钢管焊接相贯节点均呈现出冲切破坏特征,并且焊缝...     

方钢管混凝土柱-型钢梁节点断裂分析及延性节点研究

运用结构钢椭球面屈服模型和椭球面断裂模型,对梁柱节点试验进行了数值模拟分析,得出了等效考虑焊接残余应力和焊接缺陷的对接焊缝断裂因子CI的修正系数k。对方钢管混凝土柱-型钢梁节点进行了基于椭球面强度模型的数值模拟和断裂分析,结果显示:柱对梁的强约束使对接焊缝处应力集中严重,该处的等效应力和平均应力幅值均较高,当对接焊缝应力场函数达到建议的椭球面断裂准则临界值时,该处发生断裂。以结构钢椭球面断裂模型为评判依据,提出了降低对接焊缝等效应力和平均应力幅值(即提高节点延性)的构造建议。     

强梁弱柱型钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究

以柱梁强度比为控制指标,设计了5个强梁弱柱型方钢管混凝土柱-H型钢梁节点,对其进行低周反复荷载试验,考察轴压比、含钢率及节点形式对该类节点抗震性能的影响.结果 表明:各试件均在柱端出现塑性铰,极限柱转角均值介于1/34～1/18之间,抗倒塌能力强;边柱节点易发生焊缝破坏,中柱节点的抗震性能优于边柱节点;含钢率越大,轴压...     

单调和循环荷载作用下SHS钢管混凝土斜柱-钢梁节点的试验研究

近来,钢管混凝土(CFST)斜柱在一些建设项目中得到了应用,它们常与Ⅰ型梁或箱形梁相连接。给出了钢管混凝土方形中空截面(SHS)钢柱和箱形钢梁节点的测试结果,并对24个边节点试样进行了测试。参数研究包括:柱样式、节点类型和加载方式。通过对这些复合节点的失效模式、强度和刚度退化、能量耗散的研究,利用现行规范对这些复合节点的分类进行了讨论。试验结果表明,单调荷载作用下,这些复合节点在荷载降低到极限强度的85%之前超过0.04rad,节点间的内、外隔板试样也表现出优良的抗震性能。     

钢筋混凝土柱-钢梁组合框架节点受力性能研究

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)组合框架将钢筋混凝土柱钢梁组合起来提供了优于传统的钢框架和混凝土框架多个优点,本文采用ABAQUS有限元软件建立钢筋混凝土柱-钢梁组合节点构件的有限元模型,分析了不同构造(面承板、扁钢箍、小钢柱等)情况下的力学性能.     

钢筋混凝土柱-钢梁组合节点恢复力模型研究

基于钢筋混凝土柱-钢梁组合节点试验,对3个不同构造节点的荷载-位移滞回曲线进行分析。根据试验结果,利用三折线模型和回归方法,建立钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)组合节点的统一骨架曲线,并给出骨架曲线各线段的方程表达式。对不同加载阶段的多个循环进行回归分析,得到节点在不同阶段的刚度退化规律,建立RCS组合节点的恢复力模型,并利用所提恢复力模型对RCS组合节点进行计算模拟。结果表明,所得模拟曲线与试验曲线均符合较好,该恢复力模型具有较好的适用性。     

T型圆钢管相贯节点超低周疲劳断裂及极限承载力分析

根据试验建立了T型圆钢管相贯节点有限元模型,采用基于微观断裂机制的循环空穴扩张模型CVGM(cyclic void growth model)对T型圆钢管相贯节点进行韧性断裂预测,预测的断裂位置及断裂荷载与试验结果基本一致,验证了循环空穴扩张模型的准确性。结合基于CVGM的断裂扩展模型,编制VUMAT用户子程序,对T型圆钢管相贯节点的韧性断裂扩展进行了数值模拟,确定连接的最终失效模式为热影响区的撕裂破坏,该失效模式及其对应的极限承载力与试验结果相符。     

新型叠合梁-柱端节点试验研究

新型叠合梁-柱端节点的梁中采用了端头锚、剪力键等不同于传统的锚固、连接构造措施。这些构造措施有效地将单个结构构件联成相互统一的整体，保证了结构的整体性能。在现浇等强设计的基础上，通过伪静力试验分析了梁-柱端节点的抗震性能以及节点连接构造措施、薄弱部位的处理等方面对其各性能特性的影响。     

钢筋混凝土柱-钢梁组合结构边节点地震损伤模型研究

为研究钢筋混凝土柱-钢梁组合结构边节点在地震作用下的损伤,建立钢筋混凝土柱-钢梁组合结构边节点地震损伤模型,设计了两个钢筋混凝土柱-钢梁组合结构边节点试件,并对试件进行了低周反复荷载试验研究。结合试验结果,就Park-Ang模型和欧进萍模型对钢筋混凝土柱-钢梁组合结构边节点地震损伤研究的适用性进行了分析,提出了一种适用于钢筋混凝土柱-钢梁组合结构边节点的地震损伤模型。研究表明,提出的地震损伤模型能够很好地评价钢筋混凝土柱-钢梁组合结构边节点从"基本完好"到"倒塌"的整个损伤过程。     

循环荷载作用下钢材的试验及本构模型研究

为了研究钢材的超低周疲劳性能及循环荷载作用下的本构关系,对50组Q235-B和Q345-B钢材进行超低周疲劳试验。研究了Q235-B和Q345-B钢材的力学性能,如:单调加载性能、滞回性能及滞回准则。通过对钢材全过程滞回性能的研究,建立了循环荷载作用下钢材的简化单轴本构模型。基于有限元软件ABAQUS的用户子程序接口UMAT,用户可自定义钢材的单轴本构属性。通过引入纤维梁单元,可利用单轴本构模型进行结构分析。通过对比各种荷载作用下Q235-B和Q345-B钢材的试验数据,验证了本模型的正确性,利用本模型可进行钢框架的非线性时程分析。试验和数值分析结果均表明:Q235-B和Q345-B钢材在循环荷载和单调荷载作用下的性能有很大不同,钢材屈服后,循环荷载作用下的骨架曲线比单调荷载作用下更高;循环次数和振幅大小对材料韧性的影响很大。当受循环荷载作用时,钢材提前发生颈缩和断裂,这表明累积损伤降低了钢材的韧性。