钢管混凝土组合加强环节点有限元分析

提出了一种钢管混凝土柱与钢梁连接的新型组合加强环式节点,即钢管混凝土柱与钢梁连接上环采用外加强环、下环采用新型加强环的组合节点形式[1].通过用有限元软件Ansys10.0对三组不同环板宽度试件的局部模型进行非线性分析,讨论了节点的应力传递肌理,得出环板宽度是影响环板受力性能的主要因素,承载力随着环板宽度的增大而增大这一结论.     

法兰连接钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点受力性能研究

钢管混凝土柱-钢梁混合结构是工程常用的结构形式.为了有效减小钢管混凝土结构在施工现场的焊接工作量,提高钢管混凝土柱-钢梁节点的安装效率,提出了一种基于法兰连接和外加强环的钢管混凝土柱-钢梁连接装配方法,其特点是采用高强螺栓、刚性法兰盘、外加强环板在同一位置实现了钢管混凝土柱-柱连接、钢管混凝土柱-钢梁连接.对采用该方法...     

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...     

钢管混凝土柱—钢梁新型组合节点的实验模型设计

制约钢管混凝土结构推广应用的主要问题在于其节点构造型式,针对以往钢管混凝土柱—钢梁节点受力性能及应用中的缺陷,本文提出新型组合加强环节点型式即钢管混凝土柱与钢梁连接上环采用外加强环,下环采用新型加强环这种组合节点形式。同时,对如何加强环式节点的相关实验,通过严格的实验,确保这种环式节点质量达到施工技术要求。该实验模型对钢管混凝土领域,钢梁的组合技术方法不断创新有着很好的参考借鉴价值。     

方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点抗震性能试验研究

钢管混凝土柱-钢梁节点符合装配式结构发展需求,在工程中得到广泛应用。而以往震害发现,钢梁与柱壁焊缝在地震中易断裂而导致结构破坏。因此,将外肋环板与隔板贯通节点相结合,提出一种上环下贯式方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点。设计5个不同连接方式、柱形式和竖向肋板尺寸的方钢管混凝土柱-钢梁节点构件,通过低周往复荷载试验分析节点的破坏模式、滞回性能、延性和耗能能力。研究结果表明：所提出的新型方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点具有良好的抗震性能,等效黏滞阻尼系数比全螺栓节点高30%以上,满足强柱弱梁设计准则。上环下贯式比环板式节点具有良好的延性性能,方钢管混凝土柱能有效提高节点的承载能力和刚度,改变竖向肋板厚度和采用全螺栓连接形式对节点破坏模式影响显著。     

浅析钢管混凝土柱-钢梁节点形式

介绍了目前钢管混凝土柱—钢梁框架常用节点的构造形式和受力特点,按照柱贯通式节点和梁贯通式节点的分类,分析了钢管混凝土柱—钢梁框架节点形式的一些研究,并提出了简洁合理的端板螺栓连接新型节点形式,以供钢管混凝土柱—钢梁结构体系的节点设计参考。     

装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的性能分析及比选

为了研究装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,在综述前人研究成果基础上,采用归一化方法比较了五种装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的荷载比-位移比曲线、滞回环面积比-位移比曲线,对节点承载力、耗能性能、刚度退化等指标进行分析,探讨了装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能,并对节点的施工难易及成本进行对比分析.结果 表明:节点构造形式对节点的抗震性能有一定的影响.在小轴压比条件下,加强环式和内隔板式节点抗震性能更好,加强环式节点可通过设置外肋端板提高变形能力;从施工难易程度来看,加强环式和外肋环板式节点难度较其他节点更低;外肋环板式节点的单位极限承载力成本最低.总结的装配式节点形式为相同前提条件下的装配式钢管混凝土柱-钢梁节点的选择提供了参考,其他条件下的节点性能尚需进一步研究.     

钢管混凝土与钢梁斜交节点的试验研究

加强环式节点是钢管混凝土柱 -钢梁体系的常见连接形式 ,认识此类节点的受力性能对结构设计至关重要。在国内外已有的试验及理论研究中 ,主要针对钢管混凝土柱与钢梁垂直正交节点 ,而对斜交节点的研究没有报道。通过对 6个多向相交节点的试验 ,分析了斜交节点核心区在静力加载全过程中的应变与转角变化特点。结合试验现象 ,对此类节点的设计提出一些建议 ,建立了加强环式斜交节点的承载力计算经验公式。     

钢梁与钢筋混凝土圆柱刚接的节点设计

钢梁与钢筋混凝土柱的连接一般采用铰接连接,上海虹桥国际机场扩建工程西航站楼项目,长廊局部夹层由于受力较大及建筑净高的限制,粱柱采用刚性连接,参考钢管混凝土结构中粱柱刚接的节点形式,综合国外RCS结构中梁贯通型及柱贯通型节点的优缺点,提出了新型外加强环式柱贯通型刚接节点,取得了较好的工程效果.     

超高层巨型钢管混凝土柱与钢梁刚接连接优化分析

结合重庆瑞安超高层TP2塔楼具体工程,选取典型H型钢梁与钢管混凝土柱连接节点,采用SAP2000软件进行弹性有限元分析,并采用LS-DYNA软件进行节点非线性分析,验证各节点构造在往复荷载作用下的性能,从而确定大直径钢管混凝土柱与钢梁刚接节点内部最优的构造形式,提高钢管混凝土柱-钢梁连接节点的经济性和施工的便利性。     

加强环式钢管混凝土柱-钢梁节点的刚性研究

借助ANSYS软件建立实体模型来分析加强环式钢管混凝土柱节点的性能;制作了6个比例1:3的节点模型进行试验,研究节点在不同钢梁尺寸下的受力变形性能和半刚性特性,并利用试验结果对有限元模型的适用性进行了校核,得到与实际相符的有限元模型;然后在此模型基础上,对三种形式的加强环节点进行刚度分析比较,确定计算模型。分析表明,加强环式钢管混凝土柱节点在梁端荷载作用下,之间存在着相对转动;加强环形式对节点刚度有一定影响,整环节点的刚度要比部分环节点刚度大,部分环节点的刚度可按其相对的整环节点刚度的89%进行折减;在所有影响节点刚度的参数中,梁的截面高度影响最大,而梁腹板厚度几乎没有影响;最后确定的该节点的M-θ模型,可以在设计时参考使用。     

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。     

方钢管约束型钢再生混凝土柱-钢梁节点抗震性能分析

基于非线性和再生混凝土损伤因子的塑性损伤本构,建立了外加强环全焊接刚性连接、外套管式端板连接半刚性连接以及顶底角钢全螺栓连接半刚性连接3种形式的方钢管约束型钢再生混凝土柱-钢梁节点有限元模型,分析了各模型的抗震性能。结果表明:在低周循环加载下,柱内含有支撑骨架且没有穿柱构件时,有利于提高节点域核心再生混凝土的整体性,受力简单;采用外套管约束节点域,核心再生混凝土的应力、应变较小,有利于再生混凝土耐久性的提高;在相同轴压比、梁柱线刚度比的情况下,外加强环全焊接刚性节点承载能力和滞回耗能能力较高,但延性相对较差;顶底角钢全螺栓连接半刚性节点承载能力、滞回耗能能力相对较低,延性较好;外套管式端板连接半刚性节点的极限承载力、滞回耗能能力和延性性能都有良好的表现;在此基础上,对外套管式端板连接半刚性节点进行了荷载-位移影响参数分析。结果表明:轴压比在弹性阶段对节点的影响不大,在进入屈服和塑性强化阶段,随着轴压比的增高,节点的极限承载力和延性下降;在强柱弱梁的前提下,梁柱线刚度比的增加有利于节点弹性刚度和水平极限承载力的提高,屈服后梁柱线刚度比对节点刚度退化影响不大;钢材屈服强度影响主要体现在节点的极限水平承载力上;再生骨料取代率对节点的延性性能稍有影响;外套管和端板的厚度变化在一定范围时对节点的弹性刚度和极限承载力有一些影响,但增幅随着厚度的增加越来越小。     

钢管混凝土柱-钢梁外环板节点抗弯承载力计算方法

基于ABAQUS软件建立了钢管混凝土柱-钢梁环板节点的三维有限元数值模型,通过已有试验结果与数值计算结果的对比校验了有限元模型的适用性.基于数值分析结果,分析了此类节点的受力特性,并利用有限元模型进行了参数分析,探讨了环板宽度、柱截面含钢率、钢梁极限弯矩、钢管强度、钢梁材料强度、混凝土强度、柱轴压比、梁柱线刚度比等参数...     

T形截面钢管混凝土组合柱－钢筋混凝土梁加强环筋连接节点抗震性能试验研究

在传统外加强环节点的基础上,提出一种T形截面钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁加强环筋节点。以牛腿长度、环筋直径和环筋设置方式为主要参数,设计了7个节点试件,并通过静力和拟静力试验,探讨了试件的破坏特征、受力和抗震性能。研究结果表明：设置环筋的试件表现出典型混凝土梁端塑性铰破坏,未设置环筋的试件破坏源于牛腿翼缘与管壁间焊缝撕裂,呈脆性破坏;屈服前梁端纵筋承担了绝大部分弯矩,并通过环筋和牛腿实现了弯矩和剪力在梁柱间的可靠传递;带环筋试件滞回曲线呈饱满的弓形,而无环筋试件滞回环捏拢严重,呈耗能能力很差的Z形;各试件承载力退化趋势基本一致,且均出现明显刚度退化,具有相似的割线变化规律;节点域剪切变形对结构变形的影响几乎可以忽略不计;加大牛腿长度能显著提高节点初始刚度与极限荷载,小直径环筋在往复荷载作用下能够达到屈服,减少节点域环筋数量虽对初始刚度及耗能性能影响较小,但承载力却出现了一定幅度的降低。钢管混凝土组合柱 钢筋混凝土梁加强环筋节点抗震性能良好,能够实现“强节点弱构件”的抗震设计目的。     

钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁外加强环节点抗震性能试验研究

针对实际工程设计中的钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁外加强环节点,对其进行抗震性能试验研究。以3个不同外加强环形式的平面中节点的低周反复荷载试验为基础,结合有限元分析,对节点的承载力、刚度、延性、耗能能力、变形性能以及外加强环的应变分布规律进行分析。研究结果表明：不同外加强环形式的试件在梁端往复荷载作用下的破坏过程和破坏模式基本一致,试件的整体滞回性能和承载力、刚度退化规律也很相近,外加强环应变分布规律基本相同,均具有良好的承载力、延性及耗能能力。基于研究结果,对采用外加强环的钢管混凝土叠合柱-钢筋混凝土梁节点的构造措施提出了建议。     

大直径钢管混凝土柱-H形钢梁节点设计研究

在传统内环板节点的基础上,提出一种适用于大直径钢管混凝土柱的梁柱节点。为了避免内环板宽度过大造成混凝土浇筑困难、用钢量较大的问题,在内环板焊接拉结钢筋,既可以减小钢材用量又便于在钢管柱内设置钢筋笼。为避免与钢梁翼缘焊接处的钢管表面发生层状撕裂,局部加大梁端翼缘宽度,并通过分析合理确定梁端扩翼宽度与扩翼角度。采用非线性有限元软件,对节点构造与应力分布、变形性能的关系进行分析。通过对比分析得到梁端的刚域长度,并对刚域长度与框架梁抗弯刚度的关系进行研究。为了验证该类节点设计的合理性,进行钢管混凝土柱-H形钢梁缩尺模型试验。有限元分析与缩尺模型试验结果表明,节点拉结钢筋可以提高内环板传力的有效性,有效减小节点区柱壁应力,当梁端扩翼宽度为1.5倍梁翼缘宽度、扩翼角度为1∶6时,节点区柱壁应力明显低于H形钢梁的应力,满足“强节点弱构件”的抗震设计理念。节点刚度对钢管混凝土柱-H形钢梁框架结构的侧向刚度影响显著,当梁端刚域长度约为钢柱直径的0.4倍时,框架梁的抗弯刚度可增加40%以上。节点抗震性能良好,可以实现“强节点弱构件”的抗震设计理念。     

高温下钢管混凝土结构节点的简化计算方法

本文在建立了高温下钢管混凝土柱一钢梁外加强环节点有限元分析模型的基础上,分析了在不同恒高温下环板宽度、钢管厚度、钢梁翼缘宽度和厚度、梁高等参数对节点抗弯承载力和初始刚度的影响.在此基础上建议了高温下节点抗弯承载力和初始刚度的简化计算方法,并用欧洲规范EC3的连接分类方法对高温下节点刚性进行了分析.     

钢管混凝土节点抗弯刚度非线性分析

目前,对钢管混凝土节点刚性的研究还处于定性分析阶段,尚无定量分析的相关成果。为此,利用有限元软件ANSYS,建立钢管混凝土外加强环式节点的三维非线性有限元模型。以环板宽度、环板厚度、柱径、柱壁厚度、梁高以及轴压比等为参数,采用单因素法和正交设计法,对影响节点抗弯刚度的因素进行分析,在此基础上提出节点抗弯刚度的计算公式,并对节点刚性进行分析,得到各有关因素对节点刚度的影响规律:1)随着环板宽度、钢管壁厚等增加,相对刚度-K呈线性增加;2)柱管直径与相对刚度-K为负指数关系;3)梁高变化对相对刚度-K没有影响;4)在轴压比超过0.5时,相对刚度-K有较大程度的下降。另外,对外加强环式节点,采用EC3提出的节点分类准则进行抗弯刚性分析,当按所提出的公式计算得到的节点刚度值大于8时,可以满足刚性要求。