带钢端头的装配式混凝土梁柱中节点滞回性能试验研究

为解决装配式混凝土梁柱中节点连接复杂的问题,提出采用钢端头进行连接.设计了3个带钢端头连接的装配式混凝土梁柱中节点ZGJ-1、ZGJ-2和ZGJ-3,开展了低周反复荷载试验,研究了水平连接板间腹板的设置及伸入预制梁内钢端头的长度对中节点滞回性能的影响.结果表明:带钢端头的新型装配式混凝土梁柱中节点抗震性能良好;伸入预制梁内钢端头的长度对中节点性能影响不大;水平连接板间设置腹板能较大程度提高中节点的抗震性能.     

梁柱T型钢连接节点有限元分析

采用通用有限元程序ANSYS,对T型钢连接节点进行了非线性分析,讨论了连接节点在各级荷载下的应力分布及发展情况,分析了节点各组成要素对节点受力性能的影响.分析结果表明:T型钢连接节点属于半刚性连接节点,具有良好的延性;柱翼缘厚度、T型钢翼缘厚度和梁截面高度对节点的极限承载力和初始刚度均有很大影响;为T型钢半刚性连接在工...     

钢框架梁柱端板连接有限元分析

针对不同细部参数的梁柱端板连接节点进行非线性有限元分析,研究端板厚度、螺栓直径、螺栓排距和梁截面高度等因素对节点受力性能的影响.结果表明：增大端板厚度、螺栓直径、梁截面高度,减小螺栓排距,则节点的初始连接刚度和极限弯矩承载力均有显著提高,但转动能力降低.文中还运用正交试验设计的方法,分析各因素在不同水平组合下对节点初始转动刚度和极限弯矩承载力的影响程度,得出各因素的最优水平组合,针对正交试验的各因素进行回归分析,得出初始转动刚度和极限弯矩承载力与影响因素相关关系的近似经验公式.     

钢-混凝土组合箱梁抗震性能试验

进行了4组不同剪力连接度与腹板高厚比的组合箱梁低周反复荷载试验, 对组合箱梁的失效模式、滞回性能、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化规律等抗震性能进行了深入研究, 重点分析了腹板高厚比和剪力连接度对组合箱梁抗震性能的影响。研究结果表明: 由于腹板高厚比和剪力连接度的不同, 组合箱梁存在局部屈曲破坏、弯剪破坏、压弯破坏和剪切破坏4种失效模式; 荷载-挠度滞回曲线和骨架曲线可分为弹性、弹塑性与破坏3个阶段; 不同剪力连接度与腹板高厚比情况下的荷载-挠度滞回环丰满而稳定, 没有明显的捏缩现象, 体现良好的抗震性能; 剪力连接度越大, 组合箱梁骨架曲线越饱满, 耗能能力越强, 但延性变化不明显; 腹板高厚比越大, 组合箱梁延性越好, 耗能能力越强; 剪力连接度与腹板高厚比对组合箱梁刚度退化前期有较大影响, 后期影响变小。     

钢框架梁柱端板连接腹板开孔型节点的受力特性

对梁柱端板连接标准型和腹板开孔型节点进行了非线性有限元分析,研究了腹板开孔参数对节点区应力分布、屈服时应力应变发展变化及节点的弹性极限承载力的影响,对不同开孔尺寸节点的力学性能进行了分析比较,探讨了端板厚度、螺栓、开孔参数对端板上应力分布的影响．结果表明,梁柱端板连接腹板开孔型节点的细部构造对其受力影响较大,采用合理的细部构造形式有利于降低应力集中．改善节点的应力分布,使之受力均匀合理．     

组合效应对腹板削弱型梁柱节点的影响

采用数值模拟方法分析了混凝土楼板组合效应对钢框架腹板开圆孔削弱型梁柱节点的影响,着重讨论了节点承栽力、弹塑性阶段的应变分布、梁塑性区的产生和扩展情况,并与未考虑组合效应此类节点的性能进行了对比．削弱截面与柱的距离和削弱半径是重要的削弱参数,决定了腹板削弱型节点塑性区的扩展特征．研究结果表明,组合效应对腹板开圆孔削弱型梁柱节点区域的应变分布和塑性区扩展影响显著,其削弱参数的确定须充分考虑楼板组合效应．     

梁腹板开圆孔节点的分析模型

在距柱表面一定距离的梁腹板上开设一定大小的孔洞是改善钢框架结构抗震性能的一种有效手段,文中结合试验结果提出了梁腹板开圆孔节点的分析模型．为了能够在结构的弹塑性分析中考虑梁腹板开圆孔节点的影响,除在梁端、柱端设置塑性铰外,还应在腹板孔削弱处增设塑性铰．新增塑性铰位于腹板削弱区域最危险截面处,其弯矩一转角关系与普通实腹式钢梁一致,仅屈服点存在一定的差异．利用该模型对梁腹板开圆孔节点的拟静力试验及含梁腹板开圆孔的钢框架抗震性能试验进行了模拟,其结果能满足工程要求．     

顶板、底板和斜腹板厚度对斜拉桥箱梁剪力滞效应的影响

以株洲建宁大桥斜拉桥为工程背景,用板壳单元模拟箱梁,研究了顶板、底板和斜腹板厚度对斜拉桥箱梁剪力滞效应的影响,通过计算结果的分析和比较,对影响斜拉桥箱形主梁剪力滞效应的顶板、底板和斜腹板厚度进行了参数分析,计算结果表明：在斜拉桥单箱三室主梁中,顶板、底板和斜腹板厚度对顶板剪力滞效应的影响大于对底板剪力滞效应的影响;底板和斜腹板厚度增加均会使顶板剪力滞效应趋于不均匀;在顶板、底板和斜腹板厚度三者变化中,斜腹板厚度变化对于剪力滞效应的影响最为显著．     

环口板加固T型方钢管节点滞回性能的试验研究

为了评价加固后空心钢管结构中焊接管节点的抗震性能,实验研究了环口板加固T型方钢管节点的滞回性能.对2个环口板加固T型方钢管节点和2个对应的未加固节点试件进行了轴向反复荷载作用下的拟静力滞回性能试验.试验测试结果表明:采用环口板加固的T型节点,可以将破坏发生的部位由未加固节点的主支管焊趾处转移到加固节点的环口板与主管表面焊缝处;环口板加固后的节点滞回曲线更加饱满,具有更好的抗震性能;加固后T节点的延性系数比未加固节点的延性系数明显增加,两组加固后的T节点分别提高了:受压阶段34%、100%;受拉阶段33%、145%.      

钢管混凝土外加强环节点抗震性能有限元分析

钢管混凝土结构节点的抗震性能的研究一直受到人们的重视,低周反复加载试验结果指出,加强环式节点滞回曲线饱满且稳定,但同时也发现,在节点域会出现鼓胀现象.为了解释这一现象,对加强环式节点进行了低周反复加载非线性模拟分析.分析内容包括节点的滞回耗能指标、节点域变形及节点域塑性扩展三部分.研究指出:(1)节点的滞回曲线饱满稳定,耗散系数都在2.0以上,表明节点整体延性很好;(2)腹板焊缝孔开孔过大,节点滞回曲线有不重合现象,可见腹板焊缝孔尺寸需要控制;(3)节点域柱壁有明显的变形,规律与滞回曲线相似,表明节点滞回曲线主要是由柱壁变形而非梁端塑性变形贡献的;(4)在反复荷载作用初期,环板就出现了贯穿的塑性带,而在相隔相当长的荷载循环之后,梁面上才有塑性出现.由于在反复荷载作用下,节点域发生了明显的变形,且在环板上形成贯穿的塑性带.     

Semirigid analysis of extended end plate connections based on correlation and sensitivity

Traditionally, semi-rigid analysis of extended end plate connections is assumed to be deterministic parameters. Most of the moment-rotation models of the joint are determined by curve-fitting and statistically regressed with the test data. Parameters of these models have little physical meaning, and the effect of correlations in the parameters is neglected. This paper deals with a semi-rigid joint of extended end plate connections based on correlation and sensitivity analysis. A numerical study was carried out and the finite element analysis was validated compared with the experimental results. The relative moment-rotation model was concluded based on correlations in parameters and probabilistic sentivity analysis. The relationship between height and width of steel beam was partial correlation. The relationship between thickness of steel beam flange and thickness of steel beam web was also partial correlation. Height and width of steel beam, and distance of upper bolts to axle wire of steel beam section were important sensitive parameters for the extended end plate connections.     

钢管混凝土风电塔架插板式节点的力学行为分析

为了掌握格构式钢管混凝土风电塔架插板式节点的受力性能,进行了4个插板式节点缩尺模型的静力试验,并在此基础上采用ABAQUS进行参数扩展的有限元非线性分析;通过节点板厚度和球柱高度的变化,对节点的节点板等效应力分布、锥台区等效应力分布等性能指标进行了分析.研究结果表明:插板式节点的破坏形态可分为节点板屈曲破坏模式、包裹体滑移破坏模式和球柱剪切破坏模式,分别取决于节点板厚度、包裹体握裹力和球柱高度;节点板为节点的薄弱部位,随着节点板厚度和球柱高度的变化,其高应力区均集中在节点板下部与球柱相交处;假定腹杆不发生屈曲破坏,在球柱高度相同时,当节点板厚度n≤12 mm时,节点承载力随着n的增大而增加,当n> 12 mm时,随着n的增大,节点承载力增长幅度明显放缓;在节点板厚度相同时,当球柱高度h≤90 mm时,节点承载力随着h的增大而增加,当h> 90 mm时,随着h的增大,节点承载力增长幅度明显放缓;此类节点在实际工程设计使用时节点板厚度n≤12 mm较为合理、球柱高度h≤90 mm较为合理.     

格构式钢管混凝土风电塔架双拼节点性能研究

为了掌握钢管混凝土双肢拼接节点的破坏机理和力学性能,进行了6个钢管混凝土双肢拼接节点缩尺模型的静力试验研究,并在此基础上采用ABAQUS进行了有限元的非线性分析.通过塔柱径厚比、节点板厚度和有无加劲板3个参数的变化,对节点的破坏模式、节点板的等效应力等性能指标进行了分析.研究结果表明:无加劲板节点的破坏区在节点板上,加劲板节点的破坏是由于压杆失稳而引起;加劲板节点的承载力大于无加劲板节点,但对节点板的厚度、初始偏心和塔柱径厚比等因素的敏感度降低,无加劲板节点的节点板高应力区集中在节点板中段下部区域和拉腹杆下方的区域;加劲板节点的节点板高应力区集中在节点板中段下部区域;如果腹杆不发生屈曲破坏,当塔柱径厚比27.4时,节点板厚度相同,塔柱径厚比增大,节点承载力下降,当27.4时,节点板厚度增加,节点承载力下降幅度减小;当节点板与塔柱壁厚比2时,节点承载力随着的增大而增加,当2时,塔柱壁厚增加,承载力增加幅度减小.      

高强螺栓群不同厚度连接板的有限元分析

针对不同厚度连接板对高强螺栓群的受力影响,采用有限元软件ANSYS建立了三维有限元实体模型,对两种不同厚度的连接板在拉力荷载作用下的板件相对位移、板件应力等进行了模拟,并对比分析了不同厚度连接板的应力状态。结果表明：薄板与厚板应力分布规律一致,但厚板应力数值更小,应力分布更有利。     

混合设计的高性能钢梁抗弯性能试验

采用两点加载的方式, 对3片混合设计的高性能HPS 485W工字钢梁进行抗弯性能试验, 分析了截面几何参数对试验梁抗弯承载力、弹塑性变形和破坏形态的影响。结合跨中单点加载的试验结果, 对比分析了不同加载方式对试验梁抗弯承载力的影响, 建立了能够准确模拟试验梁抗弯过程的有限元模型, 在非厚实截面范围内对混合设计的高性能钢模型梁进行了关键参数的数值分析。分析结果表明: 对两点加载的试验梁, 抗弯破坏形态为纯弯段区出现受压翼缘与受压区腹板的局部屈曲; 随着翼缘宽厚比的降低, 钢梁的塑性转动能力明显提高; 随着腹板高厚比的增加, 钢梁的抗弯强度和延性均会降低; 对相同几何尺寸的模型梁, 加载方式改变时, 钢梁的抗弯过程相似, 但控制钢梁失效的破坏形态不同; 对混合设计的钢梁, 建议腹板与翼缘材料强度等级差不大于2个强度等级。     

交错桁架结构中节点板计算方法研究

钢结构交错桁架体系中,桁架上、下弦均需搁置楼板,其腹杆与下弦连接节点板的强度与稳定性验算需分施工和使用两个阶段分别按照不同的条件计算。比较了中国钢结构规范和美国钢结构交错桁架设计指南中关于节点板计算的办法,推荐了交错桁架结构中桁架节点板的计算方法,比较了中、美规范所得结果的差异。算例计算表明,推荐的计算方法简洁实用。     

圆管翼缘钢-混凝土新型组合梁极限抗弯承载力与延性

为研究圆管翼缘组合梁的抗弯性能, 进行了3根圆管翼缘组合梁静力加载抗弯破坏性试验, 分析了试验梁的抗弯破坏过程与破坏特征; 考虑混凝土损伤塑性本构及栓钉滑移与断裂, 建立了圆管翼缘组合梁非线性数值模型, 基于试验结果分析了数值模型的适用性; 以钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度与圆管管径为主要结构参数, 计算了48根正交设计的圆管翼缘数值模型组合梁的力学性能; 依据试验梁与数值模型梁的抗弯受力性能, 提出了基于简化塑性理论的圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力计算公式; 应用数值模型梁位移延性系数计算结果, 回归得到了圆管翼缘组合梁位移延性系数计算公式。计算结果表明: 数值模型组合梁与试验梁承载力比值为0.99~1.03, 挠度比值为0.87~1.09, 因此, 弯矩-挠度计算曲线与试验曲线吻合良好, 可采用数值模型组合梁准确模拟圆管翼缘组合梁的抗弯全过程受力行为; 圆管翼缘组合梁极限抗弯承载力随钢梁下翼缘宽度、混凝土翼板厚度的增大而增大, 随圆管管径的改变变化较小, 位移延性系数随混凝土翼板厚度与圆管管径平方的增大呈线性增大, 随钢梁下翼缘宽度的增大呈线性减小; 不同塑性发展程度的各类模型梁位移延性系数为3.16~7.19, 体现了较好的延性; 采用极限抗弯承载力简化计算公式与圆管翼缘数值模型组合梁计算的极限抗弯承载力比值为0.91~1.09, 平均比值为0.98, 因此, 公式计算结果准确; 为使圆管翼缘组合梁具有一定延性, 建议位移延性系数大于3.5。