方钢管混凝土柱隔板贯通节点静力拉伸试验及有限元分析

对于方钢管混凝土柱隔板贯通节点,通过静力拉伸试验和非线性有限元模拟,考察隔板贯通节点的承力机制和破坏形式。结合荷载-位移曲线、试件承载力等数据结果对比,验证有限元模拟与静力拉伸试验结果的一致性。对于静力拉伸荷载作用下的隔板贯通节点,其破坏形式表现为钢梁破坏、焊缝破坏或节点域破坏;钢梁传来的拉伸荷载在节点域内主要依靠方钢管柱壁和隔板传递;方钢管柱壁的塑性区主要集中在柱壁与贯通隔板相交线处附近;贯通隔板的塑性区,主要集中在隔板浇筑孔中心与透气孔中心的连线、透气孔中心与方钢管柱壁角部的连线附近。     

方钢管混凝土柱-H形钢梁不同构造隔板贯通节点力学性能研究

为研究具有不同连接形式、隔板厚度和外伸长度的隔板贯通节点的力学性能,使用ABAQUS对不同构造节点进行数值模拟研究。基于试验结果验证了建模方法的准确性,并分别建立了全焊接、腹板栓接-翼缘焊接、下栓上焊、全螺栓四种连接形式的隔板贯通节点模型,对比了不同连接形式节点的力学性能,对产生差异的原因进行了机理分析。并进一步针对下栓上焊连接形式节点的隔板厚度、外伸长度对力学性能的影响进行了参数化分析。研究发现,具有翼缘螺栓连接形式的节点承载力更高且塑性铰远离节点核心区,基于此且考虑到施工因素,认为下栓上焊的连接形式具有显著优势;隔板过薄或隔板外伸长度过长均会降低该种节点的承载力和延性,隔板也会发生明显变形导致在核心区形成塑性铰,劣化节点受力性能。推荐工程中采用的隔板厚度宜比钢梁翼缘厚度厚3mm左右,隔板外伸长度宜控制在50~75mm。     

钢管混凝土柱-钢梁隔板贯通节点内孔径分析

采用有限元软件ANSYS对钢管混凝土柱一翼缘削弱钢梁隔板贯通节点的内孔径大小进行分析。在参照有关文献推荐标准的基础上,验证该节点内孔径的取值范围。结果表明：当内孔径大小范围D-br≤d≤bd-bt,时对节点的受力性能影响不大。但当内孔径继续增大,节点在循环荷载下会提前破坏。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点承载力试验研究

基于隔板贯通节点在地震作用下的破坏调查结果,提出了一种改善钢梁翼缘与隔板连接处受力性能的新型节点--倒角放坡型隔板贯通节点。对7个十字形节点试件进行了静力拉伸试验,研究了隔板贯通式连接中方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘的连接性能,分析了钢梁翼缘与隔板连接构造以及浇注孔直径、隔板厚度、钢管的宽厚比等参数对节点局部受拉承载力的影响,并将试验得到的承载力与规程公式计算结果进行了比较。研究结果表明:倒角放坡型隔板贯通节点具有较好的承载力和延性;影响节点承载力的主要因素是隔板的厚度、浇注孔径和钢管的宽厚比,在钢管中填充混凝土有利于提高节点的屈服承载力和刚度;对于填充混凝土的试件,采用公式计算节点承载力偏于保守。     

新型方钢管混凝土柱-钢梁节点分析

通过建立新型方钢管混凝土柱—钢梁节点的三维非线性有限元计算模型，分析了四种不同的外部加劲式节点的受力性能，比较了新型节点的有限元分析结果和试验结果，其有限元计算值和试验值吻合得较好。     

方钢管混凝土柱隔板贯通式节点力学性能研究

以方钢管混凝土柱隔板贯通式节点的力学性能为研究对象,采用ABAQUS进行模拟并得到拉伸全过程曲线,比较节点在不同构造形式下的受力性能差异。研究表明,倒圆角型节点具有较高的承载力和良好的延性。     

方钢管混凝土柱—钢梁外隔板式节点非线性有限元分析

选择合适的材料本构模型,利用三维实体单元,对方钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点建立了同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元分析模型,模拟分析了单调加载下节点的受力性能,较为精确地分析了节点区应力分布.结果表明,由有限元模型所得的位移曲线与试验所得的低周反复荷载作用下的骨架曲线极为相似,由有限元模型所得的应变分布和发展规律与试验结果一致.外隔板式节点的梁端弯矩一部分通过柱腹板两侧隔板传递到柱钢管腹板和核心混凝土,另一部分则主要通过柱角两内侧各0.25倍柱宽范围内的隔板直接传递给柱钢管翼缘和核心混凝土,柱角附近的隔板出现严重的应力集中,节点因受压翼缘屈曲、梁翼缘变截面最窄处形成塑性铰而破坏.节点核心区混凝土符合斜压杆受力机制.     

基于神经网络的方钢管混凝土柱隔板贯通节点静力拉伸承载力分析

方钢管混凝土柱隔板贯通节点静力拉伸承载力,存在现有计算方法与已有试验结果误差较大的问题。而采用BP神经网络方法,建立隔板贯通节点静力拉伸承载力的预测模型,预测值与试验结果吻合较好,验证了神经网络方法预测节点静力拉伸承载力的精度与可行性。采用该神经网络模型对节点静力拉伸承载力进行参数化分析,具体参数包括:钢管柱宽厚比、隔板强度、钢管强度、隔板厚度、隔板浇筑孔径和混凝土强度。参数化分析表明,宽厚比、隔板强度、钢管强度、隔板厚度和浇筑孔径对静力拉伸承载力影响较大;混凝土强度对承载力影响较小,可以忽略。     

方钢管混凝土柱-外包U形钢混凝土组合梁节点抗震性能试验研究

为了研究外包U形钢混凝土组合梁和方钢管混凝土柱连接节点的抗震性能,进行了5个外包U形钢-混凝土组合梁与方钢管混凝土柱连接节点的拟静力试验,包括2个外环板节点和3个内隔板节点。通过研究节点试件破坏模式、滞回曲线、骨架曲线和核心区剪切变形等,进一步分析节点试件的承载能力、延性和耗能能力等抗震性能。研究表明：节点试件加载过程中经历了由弹性、弹塑性到塑性的发展过程;核心区混凝土密实节点试件的滞回曲线更为饱满,延性较好,耗能能力强;外环板节点试件延性要优于内隔板节点试件,耗能能力更强;核心区混凝土不密实的内隔板节点试件具有良好的延性,但承载力显著降低,施工中应严格控制核心区混凝土的浇筑质量,或者在节点核心区采用厚度较大的钢板来提高其延性和承载力。     

削弱式连接运用在方钢管混凝土柱-钢梁节点上的非线性有限元分析

将削弱式连接与方钢管混凝土柱-钢梁节点结合起来研究,对其进行了非线性有限元分析,得到了在往复荷载作用下削弱式连接节点的应力发展状况、应力分布以及结构塑性铰出现的顺序,并简单介绍了削弱式连接对节点性能的影响。分析表明:削弱式连接的构造形式对节点能起到保险丝的作用。     

钢管混凝土柱—型钢混凝土梁节点非线性分析

钢管混凝土柱在地震区不受轴压比限制,近年来在高层建筑中应用较多。但为满足强节点弱杆件抗震设计原则,其构造复杂,施工难度大。为此,建立三维有限元分析模型,对一种新型钢管混凝土柱-钢骨混凝土梁连接节点进行力学性能研究。结果表明:该节点具有优良的整体性,节点初始刚度大,具有较好的变形能力,抗震性能优越,延性非常好,钢材屈服后承载力下降不多。破坏时钢管柱应力较小,没有出现屈服,柱内核心混凝土大部分处于受压状态,但应力很小。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点非线性有限元分析

利用非线性有限元软件ANSYS,对钢材采用Von-Mises屈服条件和双线性随动强化本构关系,对混凝土采用前人总结的弹塑性本构关系,对混凝土裂缝和高强螺栓连接的面-面接触等问题采用ANSYS提供的判别准则,采用三维实体单元对带内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点进行了三维建模,模拟分析了钢管混凝土柱中钢材、混凝土强度等级等因素在单调加载和低周反复加载下对节点受力性能的影响,并对节点抗震指标进行了分析比较,得到的有限元分析结果可供试验和设计参考。     

方钢管混凝土-钢梁半刚性节点抗弯性能分析

半刚性节点由于其优越的受力性能,得到国内外研究者的广泛关注。提出一种采用角钢连接的方钢管混凝土柱和钢梁的新型半刚性节点形式,并通过与欧洲规范EC 3对比,确定新型节点属于半刚性连接。提取节点螺栓群在不同参数下的剪力和弯矩,分析节点在荷载作用下承担弯矩和剪力的主要机制。通过分析,给出连接板处螺栓承担节点竖向剪力的百分比,以及角钢连接处螺栓承担弯矩的百分比。     

十字形方钢管混凝土组合异形柱压弯性能和可靠度分析

运用ANSYS有限元软件,对单向压弯状态下十字形截面方钢管混凝土组合异形柱进行仿真计算,并在此基础上采用蒙特卡罗法分析结构的可靠度。结果表明,十字形方钢管混凝土组合异形柱具有承载力高、塑性和韧性好的特点;钢管与混凝土能良好地协同工作,提高了混凝土的承载能力。与此同时,ANSYS分析得出柱子高度、截面尺寸等参数对结构最大侧向位移和应力强度的灵敏度影响较大,同时得出结构的可靠度概率。     

方钢管混凝土柱-H型钢梁外肋环板节点研究

在分析方钢管混凝土柱-H型钢梁框架3种刚接节点的构造形式和特点的基础上,提出了一种新型刚接节点———外肋环板节点。以外肋环板节点梁翼缘受拉模型为对象,分析了节点的受力传力机理,并基于屈服线理论,推导出了梁翼缘受拉模型的屈服承载力计算公式,为这种新型节点今后的研究和工程应用提供了依据。     

方钢管混凝土柱-钢梁狗骨式节点有限元分析

通过对未设内隔板的方钢管混凝土柱钢梁一般狗骨式节点有限元分析,提出方铜管混凝土柱-钢梁翼缘加强型狗骨式节点,并采用有限元软件ANSYS对方钢管混凝土柱-铜梁狗骨式节点进行非线性有限元分析。分析在低周反复荷载作用下,方钢管混凝土柱-钢梁狗骨式节点的抗震性能。结果表明：翼缘加强型狗骨式节点具有良好的延性和耗能能力,翼缘的加强使节点初始刚度增加明显。     

圆钢管混凝土梁柱节点有限元分析

本文用有限元软件Ansys对圆钢管混凝土柱—钢梁节点局部模型进行非线性分析,讨论了节点的应力传递机理,梁翼缘及钢管壁变形规律。     

方钢管混凝土柱-钢梁外环肋节点抗震性能研究

基于方钢管混凝土柱与H型钢梁外环肋节点的低周反复荷载试验,在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,采用通用有限元软件ANSYS对该节点模型在循环加载作用下的受力性能进行非线性分析,对试件的试验和理论滞回曲线及骨架曲线进行对比研究。研究表明:该节点具有很好的延性和耗能能力,层间转角位移延性系数μ=3.07～3.66,弹性和弹塑性层间位移角分别为y=0.004 1～0.004 7、u=0.012 4～0.017 2,等效黏滞阻尼系数he=0.26～0.35,满足现行抗震规范要求,抗震性能良好。