某工程多跨门式刚架梁柱端板式连接节点的设计

CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(2012版)增加了7.2.21款条文,要求对轻型门式刚架梁柱端板式连接节点,按理想刚接进行设计。该规程针对单跨门式刚架和中柱为摇摆柱的多跨刚架的情况作了详细说明,但在很多情况下,中柱为非摇摆柱的多跨轻型门式刚架常被采用。采用CECS 102∶2002(2012版)和欧洲规范规定的准则,结合合肥某工程多跨轻型门式刚架,验算了中柱、边柱与横梁连接的受力和节点整体转动刚度。结果表明:中柱与横梁的连接节点较难满足理想刚接的要求,为保证刚架安全,应严格按照规程7.2.21款设计刚架边柱节点。利用MIDAS GEN程序验算了中柱与横梁连接节点不同相对刚度下的刚架内力和变形,发现其对内力的影响较小,对柱顶水平位移的影响较大。本工程按照MIDAS的计算结果,忽略中柱节点半刚性对刚架内力的影响,仅对柱顶水平位移进行修正。     

Finite element analysis on the static behaviour of wide-type large capacity end-plate connections

Compared to the traditional two-column-bolt layout, the wide-type end-plate connections with four bolts in a row could resist a greater moment. In this paper, a detailed verified finite element model is employed to analyse the static behaviour of six wide-type end-plate connections, where parameters such as the end-plate thickness, bolt layout, extended or flushed end plate and the geometry of the stiffener are covered. The simulation results demonstrate that (1) in the elastic range, the transferred tension force of the bolts far from the beam web is about 0.33～0.67 times that of the closer ones; (2) the shear force in the bolts is tiny; (3) at the ultimate state the bolts located far from the beam flange have a significant contribution to the loading capacity of the connection while it shows little contribution in the elastic state. In addition, a yield-line model of the tension part of the end plate is proposed.     

DIN20Mn5钢国产化综合性能研究

本文对国产化了的ＤＩＮ２０Ｍｎ５锻钢进行了研究，做了一系列试验，其中包括化学成分的配制，钢的临界温度和热处理工艺参数的测定，小试样和大截面以及工件本体性能的测试，微观组织分析，低温韧性和断裂韧性的测定等。结果表明：自行研制的２０Ｍｎ５锻钢有较高的强度与塑，韧性，焊接性优良，可作为焊接钢，达到了德国２０Ｍｎ５钢的水平。     

螺栓端板连接节点的三维非线性有限元分析

通过对不同厚度的螺栓端板连接节点的三维非线性有限元分析 ,全面研究和探讨了端板对于节点初始连接刚度 ,梁的延性破坏以及本身接触状态的影响 ,从而为这种节点的正确设计提供参考。     

外伸端板中节点火灾行为的试验研究

采用自行研制的火灾试验炉对3个中节点试件进行了抗火试验。试件采用足尺形式,柱长3 000mm,单侧梁长1 350mm。通过试验,得到了节点在同一荷载不同温度下的温度-转角关系。试验表明,端板连接具有良好的延性和抗火能力,节点的极限转角都超过了0.03rad;端板厚度对节点破坏温度和破坏时的极限转角影响不大;柱腹板设加劲肋可以明显提高节点的破坏温度和极限转角。最后根据试验结果提出了设计和施工建议。     

翼缘削弱型外伸式端板连接节点在梁柱弱轴方向的受力性能研究

通过ANSYS有限元程序,对翼缘削弱型端板连接节点进行了单调加载和低周反复荷载作用下非线性有限元分析,研究翼缘削弱型端板连接节点的破坏形式和受力性能。分析结果表明:在梁柱弱轴方向,翼缘削弱型端板连接具有较大的连接刚度和理想的滞回性能;梁翼缘处的焊缝强度是决定翼缘削弱型端板连接节点性能的主要因素,这为翼缘削弱型节点的研究和应用提供了理论依据。     

外伸端板高强螺栓受拉连接的计算分析

针对国内外关于外伸端板高强螺栓受拉连接的受力分析方法,研究端板刚性、弹塑性、塑性和T形件4种力学计算模型。端板刚性分析中将端板按无弯曲变形的刚性体考虑;弹塑性分析中假定受拉翼缘两侧的两排螺栓承担相同拉力,并考虑端板的部分塑性变形;塑性分析中每个螺栓的受力依赖于其本身的承载力,各排螺栓随拉力的增大依次达到屈服;T形件模型考虑端板的弹塑性变形,将受拉翼缘和螺栓简化为T形连接件。通过例题研究4种计算模型下高强螺栓受拉连接的计算方法,可为工程设计提供参考。     

薄柔钢框架端板连接节点初始刚度的刚度系数计算法

以组件法获取的端板连接节点初始刚度计算公式为基础,提出表征连接构造刚性的刚度系数概念,并导出以刚度系数为主要变量的初始刚度计算公式。通过对薄柔钢框架中端板连接节点的初始刚度进行参数计算,拟合出不同节点构造下刚度系数的计算公式,得出节点初始刚度计算的刚度系数法。通过与试验和有限元数据对比表明,该方法具有良好的精度,同时给出刚度系数法的简化计算方法,同样具有较好的精度。     

基于分块组合法的多孔板塑性极限状态分析

由于装配式建筑和单边螺栓的快速发展,端板连接节点在结构中得到了广泛应用。这类节点承载能力的计算主要是基于塑性铰线理论,该理论依赖于屈服模式的假定。然而对同一节点而言,可能的屈服模式较多,且屈服模式易受到节点尺寸、构造等因素的影响,使其难以适用于不同的节点。因此应用该理论时计算过程繁琐。该文提出了分块组合法,为端板连接受拉区承载能力的计算提供了一种较为便捷、通用的方法。主要思想是将多孔板件（柱壁、端板等）划分成若干块矩形单孔板,分别计算每一块单孔板的屈服承载力,最后组合叠加得到整块板件的屈服承载力。通过该方法计算屈服承载力时,可降低对板件屈服模式的依赖,并且能够得到准确计算结果。板件承载力的计算考虑了开孔板尺寸,边界条件,孔径大小,孔的位置等因素的影响,通过有限元模型和已有的相关试验验证了该方法的准确性与可靠性。     

门式刚架梁柱Γ形节点受力性能的试验研究

完成了4个门式刚架梁柱Г形端板连接节点试件的拟静力破坏试验，对设加劲肋的外伸式端板连接节点的承载力和刚度特性进行了研究．试验结果表明，必须考虑Г形端板连接节点刚度对承载性能的影响，节点转动主要由节点域的剪切变形引起，受拉区的螺栓同时受弯矩和轴力作用．结合试验研究结果，对现行规范的相关设计原则进行了分析和验证，讨论了我国现行规范关于外伸式端板连接的设计方法中存在的问题，提出了一些设计建议．