装配式钢结构箱形柱塞焊-芯筒式法兰连接性能试验研究

为解决装配式钢结构中箱形柱全熔透焊接节点施工工序复杂、现场施工效率低、人工成本高的问题,提出一种箱形柱塞焊-芯筒式法兰连接节点及其设计方法.设计了 3组不同构造形式的塞焊-芯筒式法兰连接节点、1组无芯筒法兰连接节点和1组无连接箱形柱构件,并对其进行了拟静力试验研究.试验结果表明:相较于无芯筒法兰连接节点,塞焊-芯筒式法...     

箱形柱塞焊与单向螺栓芯筒式连接节点性能试验对比研究

对提出的塞焊-芯筒式和单向螺栓-芯筒式连接节点及传统全熔透焊接连接节点进行拟静力试验,对比研究各节点在试验现象、恢复力模型、延性系数、典型部位应变情况及螺栓预拉力等力学性能上的差异,在试验的基础上对芯筒式连接节点进行机理分析。研究结果表明:塞焊-芯筒式连接节点与单向螺栓-芯筒式连接节点均具有良好的承载能力和节点刚度。塞焊数量与单向螺栓数量相同的箱形柱芯筒式连接节点的滞回曲线基本重合,延性系数相近,刚度退化规律基本一致;塞焊数量的增加可提高节点的刚度,减小螺栓的预拉力损失,节点的延性系数有一定提高,承载力的提升不明显;增加塞焊数量的塞焊-芯筒式连接节点的力学性能与传统全熔透焊接连接节点相近。塞焊-芯筒式连接节点的造价相对较低,适用于现场允许少量焊接的情况,单向螺栓-芯筒式连接节点能够实现全螺栓装配,在施工现场无焊接作业,在实际工程设计中可根据工程需求灵活选用两类节点。     

中间柱型阻尼器装配式自复位钢框架数值模拟

装配式自复位钢框架具有震后结构自动复位、结构残余变形及损伤较小、可以恢复结构正常使用功能等优势。但是当装配式自复位钢框架跨度较大时,常因刚度不足导致其层间位移角不能满足抗震设计规范限值要求。为此,提出了中间柱型阻尼器装配式自复位钢框架,在拟动力试验研究基础上,通过有限元软件ABAQUS进行数值模拟,并与试验结果进行对比分析;在数值模拟校验的基础上,通过有限元分析研究了施加竖向活荷载对中间柱型阻尼器工作机制的影响。研究结果表明：数值模拟与子结构拟动力试验结果在结构位移峰值、滞回性能、索力变化等方面吻合较好,数值模拟方法可靠;中间柱型阻尼器可提高框架结构的抗侧刚度,有效控制结构层间位移角,同时提高结构耗能能力,延缓主体结构塑性发展进而保护主体结构,减小结构残余变形并控制损伤;中间柱型阻尼器装配式自复位钢框架具有良好的自复位能力,竖向活荷载对中间柱型阻尼器滞回性能及耗能能力影响不大。     

装配式预应力短索自复位钢框架数值模拟

在已经完成的预应力短索自复位钢框架节点试验和数值模拟的基础上,采用ABAQUS有限元分析软件将装配式预应力短索自复位钢框架和普通自复位钢框架、刚接钢框架进行静力往复加载和动力时程的数值模拟结果进行对比分析,结果表明:两种自复位钢框架较刚接框架而言可有效减少结构损伤,且残余力较小,具有良好的自动复位和恢复结构功能的能力;装配式预应力短索自复位钢框架可以避免高空张拉钢绞线,减小了张拉难度,保证了张拉质量,具有更广阔的应用前景。     

箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点试验数值模拟

在4个箱形柱拼接节点低周往复加载试验研究基础上,采用ABAQUS有限元软件对4个箱形柱拼接节点的低周往复试验进行模拟分析,得到了节点的承载力、力-位移滞回曲线、骨架曲线和刚度退化规律。对比数值模拟结果与试验结果表明:在滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和应变变化方面,数值模拟结果与试验结果吻合较好,箱形柱内套筒式全螺栓拼接节点在保证与柱焊接拼接节点相近的节点力学性能基础上实现了钢框架竖向试件的高效连接和绿色建造。