钢框架全栓接连接刚接节点设计方法分析

文章总结了全栓接连接刚接节点为满足刚性要求的验算方法,对三种全栓接连接形式的设计方法进行了介绍,分析了设计流程,并引入具体算例,选取了满足节点刚性的构件尺寸,在同样的结构参数下进行刚接节点的设计计算,得出三种连接形式的具体耗材数量并进行对比,为设计提供一定依据。

混合联肢部分外包组合剪力墙-钢连梁刚接节点极限承载力研究

利用有限元软件ABAQUS模拟混合联肢部分外包组合剪力墙-钢连梁刚接节点在单调加载条件下的受力情况,并进行变参数有限元模拟。基于有限元模拟结果,研究该刚接节点的破坏模式,建立节点极限承载力的理论模型和计算公式。研究表明,混合联肢部分外包组合剪力墙-钢连梁刚接节点的极限承载力主要由以下5部分组成:节点核心区型钢腹板剪切强度、节点核心区翼缘框剪切强度、节点核心区内部混凝土斜压杆抗压强度、节点域范围内中间区格腹板剪切强度以及与钢连梁受拉翼缘相连的核心区型钢柱截面抗剪强度或与型钢柱受拉翼缘相连的中间区格腹板抗拉强度。结合变参数有限元模拟结果,验证了理论模型的可行性和承载力公式的准确性,可为混合联肢部分外包组合剪力墙-钢连梁刚接节点的承载力计算提供依据。

等高钢结构梁-梁刚接节点应力分析

分别采取强度理论和有限元分析方法,对双向井字钢梁和主梁横向悬挑钢梁刚接节点进行应力分析比较,得出双向弯矩同号时,节点折算应力一般不大于双向正应力中的大值,且仅在节点四角应力集中;而双向弯矩反号时,节点折算应力一般不小于双向正应力中的大值,除四角外,在节点中心应力集中更严重。另外,应力集中程度和范围均与节点双向正应力比以及梁宽直接相关。通过对有限元分析结果拟合,得到满足一般工程精度要求的等高梁-梁刚接节点的简化验算公式,并给出减小节点应力集中的措施。

钢结构梁柱刚接节点等强连接设计分析

在钢结构梁柱刚性连接节点承载力设计时,通常采用两种方法,即常用简化设计法和全截面精确设计法,同时对于重要的连接节点,应采用等强度原则进行设计。本文通过对等强连接设计时上述两种方法的具体运用和结果分析,理清设计思路,总结设计过程,提出必须对节点采取加强措施才能达到受弯等强的设计目的。

高轴压比方形钢管混凝土柱-组合梁单边栓连刚接节点抗震性能试验研究

为解决方形钢管混凝土柱-组合梁栓连节点在地震作用下存在的安全隐患,通过开展9个端板螺栓连接和3个加强环刚性连接钢管混凝土柱-组合梁节点组合体的水平低周往复荷载作用试验研究,分析拉筋、轴压比、梁高、加劲肋、连接方式对节点破坏形态、滞回耗能、骨架曲线、刚度退化、受弯承载力、延性系数等抗震性能的影响。试验结果表明:3种轴压比(0.2、0.6、0.8)下,由于柱内拉筋“强柱”构造对上述节点核心区及柱端的加强约束作用,节点均表现为梁端弯曲破坏,避免了高轴压比0.8时无拉筋的普通节点出现柱端压弯破坏的现象;拉筋“强柱”构造下的螺栓节点,在增设加劲肋或增大梁高等“强梁”构造后,其滞回曲线更饱满,提高了初始转动刚度、受弯承载力和耗能能力,避免了普通螺栓节点滞回曲线捏拢和滑移、骨架曲线下降段明显、刚度和承载力衰减迅速等现象;“强柱强梁”构造后的螺栓节点与“强柱”构造后的焊接加强环节点相比,初始转动刚度和受弯承载力相同,且抗震性能更好,所提出的栓连刚接节点技术可实现焊接加强环节点的抗震效果。

钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点抗震性能有限元分析

为深入研究钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点的抗震性能,建立了螺栓连接节点的精细化三维实体有限元模型。在对已有试验成果进行验证分析的基础上,研究加劲肋、螺栓连接数量对节点塑性耗能分配机制的影响。结果表明:当钢材本构后期考虑韧性损伤后,有限元计算结果与已有拟静力试验结果更吻合;CFST-1节点(梁高300 mm,有螺栓垫板)耗能能力最优,但仅达到相应焊接节点的一半;与CFST-1节点相比,CFST-3节点(梁高300 mm,无螺栓垫板)及CFST-2节点(梁高250 mm,有螺栓垫板)的总耗能更低;各螺栓节点的塑性耗能分配机制主要依靠梁耗能,而相应的加强环焊接节点主要依靠梁与加强环耗能;当螺栓节点采用环板加劲肋、4排螺栓以及腹板加劲肋构造优化后,刚度、承载力、延性与相应焊接节点一致,总塑性耗能达到刚接节点的79.1%,基本达到刚接节点的抗震水平。

组合梁-方钢管柱刚接节点抗连续倒塌性能试验研究

为研究楼板对组合梁-方钢管柱刚接节点抗连续性倒塌性能的影响和破坏机理,以组合梁-方钢管柱刚接节点为研究对象,设计并制作了中柱和边柱两个节点试验子结构。通过静力加载试验分别研究了失效柱处节点(中柱节点)和相邻柱处节点(边柱节点)的破坏模式和受力性能。试验结果表明,中柱节点子结构在小变形下的承载力主要由抗弯机制和压拱效应共同提供,大变形下的承载力主要由悬索机制提供;而边柱节点子结构在小变形下的承载力主要由抗弯机制提供,大变形下的承载力主要由悬索机制提供。压拱效应的存在使得中柱节点子结构在受弯阶段的竖向承载力提高了20%,但压拱效应的存在也会推迟悬链线效应的发展,因此在悬索阶段,失效柱邻侧节点ST-S-RC的结构抗力明显高于失效柱中柱节点ST-M-RC的。

混合结构T形墙梁半刚接耗能节点的非线性有限元分析

采用有限元方法对3个混合结构T形新型墙梁半刚接耗能节点的构造及受力性能进行了分析,并与试验结果进行了比较。揭示了新型全栓接半刚性节点弯矩-转角关系、承载力、延性、耗能能力等力学性能。分析结果表明:通过合理选择有限元分析数值模型,可较好地预测该新型节点的受力性能,为今后进行数值、试验和分析影响因素奠定了基础;通过拆换该节点的顶、底角钢来满足"中震可修"的抗震性能目标;解决了墙梁刚性节点施工中的困难,完全避免了现场焊接,具有低碳和环保的优点。

关于钢框架中梁柱刚接与铰接节点设计的几点小结

不同的节点连接对整个结构及构件选型的影响。

节点刚、铰接时环向折线形单层球面网壳静力和稳定性能的分析研究

环向折线形单层球面网壳是一种新型的具有双层网架和单层网壳特点的空间桁架体系,结构分析简捷,加工制作方便,建筑造型优美,有推广应用前景。专门研究了当节点采用不同连接方案时,即当构成4种节点形式与杆件特性的连接构造时对环向折线形单层球面网壳基本结构体系和加强结构体系静力和稳定性能的分析,可进一步了解这种单层网壳结构的受力特性,也是对现行《空间网格结构技术规程》(JGJ 7—2001)第3.1.8条强制性条文规定单层网壳应采用刚接节点的讨论,并得出一些对工程设计有重要参考价值的结论。

端板与柱间灌浆层对端板连接RCS节点抗震性能影响的试验研究

为研究端板与柱间灌浆层对端板连接RCS节点抗震性能的影响,以端板与柱间灌浆层厚度、灌浆层强度以及螺栓预拉力为主要研究参数,进行了4个端板连接RCS节点试件的低周反复加载试验.基于试验数据,研究了各试件的破坏形态、滞回性能、承载能力、刚度退化规律、延性、耗能能力和变形组成等.试验结果表明:强柱弱梁型端板连接RCS节点的破坏形态为梁铰破坏机制,灌浆层出现压碎脱落现象,整个受力过程中钢梁端板、灌浆层和柱面之间连接紧密,未出现滑移现象,端板和RCS节点之间的连接和传力可靠,表现出良好的受力性能.各试件滞回曲线呈梭形,梁端塑性铰充分耗散能量,具有较好的抗震性能;反复荷载作用下端板与柱间灌浆层的损伤累积导致节点延性和耗能能力降低,其降低幅度随灌浆层损伤程度增加而增大;各试件刚度退化规律基本一致,灌浆层的损伤累积导致刚度退化加剧;节点的变形主要来自钢梁的变形,在整个加载过程中,各试件端板连接变形较小,在极限位移角时,试件RCS1、RCS3和RCS4由端板连接变形引起的位移所占比例分别为1.5%、1.8%和2.7%.各试件弯矩-转角关系曲线呈现出明显的非线性特征,试件RCS1~RCS4按刚度分类均属于半刚接节点,节点初始转动刚度随灌浆层厚度增加而提高,但提高幅度有限.

托梁拔柱节点的试验研究与理论分析(英文)

节点研究一直是钢结构研究中的重点.目前国内对于铰接节点涉及较少,同时尚没有明确的关于工程实际中铰接节点的判定标准.本文以某车间在改造工程中运用托梁拔柱技术为背景,并对原厂房中部分节点进行的刚接到铰接的改造而形成的托梁拔柱节点进行了试验研究和理论分析.文中对两个1:3缩尺托梁拔柱节点模型进行了拟静力试验,对节点的滞回曲线、能量耗散系数、刚度退化系数等指标进行了详细分析,并与有限元结果进行对比.同刚性节点相比,改造后的托梁拔柱节点的耗能能力差,刚度退化严重,具有明显的铰接特性.本文工作为铰接节点的判定标准提供参考.

混凝土柱上轻钢屋盖单层房屋结构节点设计与施工要点

钢筋混凝土柱顶与钢斜梁或者两铰直线拱拱脚间连接节点的设计是混凝土柱上轻钢屋盖单层房屋结构设计的关键,本文对该节点的设计与施工进行探讨。

杆件初弯曲对半刚接单层柱面网壳稳定承载力的影响研究

为了系统地研究杆件初弯曲对半刚接单层柱面网壳稳定承载力的影响,对5种矢跨比的半刚接网壳进行了双重非线性全过程分析。首先阐述了焊接球节点刚度及随机杆件初弯曲的确定方法,然后深入研究了杆件初弯曲对5种矢跨比的半刚接网壳稳定承载力的影响程度,最后探讨了具有杆件弯曲的半刚接网壳的破坏过程。研究结果表明,杆件初弯曲对半刚接网壳稳定承载力的影响程度与网壳矢跨比和初弯曲分布形式有关。如杆件初弯曲对矢跨比为1/3、1/4半刚接网壳的影响甚微,对矢跨比为1/5半刚接网壳的影响较为明显。矢跨比为1/6半刚接网壳的承载能力对个别杆件的弯曲形式较为敏感,而对某些杆件的初弯曲形式不敏感;随着矢跨比的减小,具有杆件初弯曲的半刚接网壳的极限荷载的离散性先增大后减小;网壳达到极限状态之后,失稳区域的竖向位移、杆件的弯曲应力和节点的转角迅速增大,网壳的受力状态转变为弯曲应力状态,当失稳区域的位移较大时,会引起该区域部分杆件丧失稳定,最终导致网壳发生整体失稳。

钢管混凝土梁柱加强环螺栓节点受力性能优化研究

为研究具有不同构造形式的加强环螺栓连接节点的力学性能,基于圆钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点单调加载试验结果,采用合适的混凝土与钢材本构模型,通过ABAQUS建立该类节点的三维精细化有限元分析模型;对比分析试验和模型的受力特征和破坏形式,验证了数值模型的可靠性;与加强环焊接刚接节点对比,通过对不同构造措施下的加强环螺栓连接节点进行数值模拟,分析结果表明:加强环上采用4排螺栓并加设腹板加劲肋和环板加劲肋的加强环螺栓连接节点可达到全焊加强环刚接节点的初始刚度和抗弯承载力。

钢构雨棚节点加固分析

文章通过一种简单有效的加固处理方法,解决了钢构雨棚拉杆的连接节点因施工错误导致的安全隐患。通过对钢构雨棚的计算分析可知,将拉杆两端的连接节点由铰接改为刚接后,结构的内力基本保持不变,拉杆节点由于刚接引起的剪力和弯矩变化对杆件的影响很小。加固后的钢构雨棚经一年多的实践检验表明加固效果明显。

几种常见钢结构埋件节点的有限元受力分析

现行《钢结构设计规范》对构造复杂的钢结构预埋节点采用近似计算方法,无法完整体现节点各个不同部位的应力情况及承载力的准确值。本文利用通用有限元软件ANSYS建立计算模型,设置接触单元,能模拟混凝土预埋件中的刚接节点、半刚性节点及销轴节点的受力状态,得出节点各个部位的应变和位移,得出节点的破坏机理和各个部件的破坏形态。

开口截面热轧H型钢抗扭设计的探讨

工业厂房二次钢结构设计过程中,常会遇到钢平台上生根支架的情况。支架对钢平台有三个方向的作用力,三个方向的弯矩(其中一个为扭矩)。由于扭矩作用产生的翘曲正应力较大,钢梁的抗扭能力较小,这里对钢梁抗扭进行分析探讨。另外,对抗扭计算中刚接、铰接节点选用进行讨论说明。本文通过SAP2000,建立模型,进行单元划分计算,提取应力及变形等计算结果,对钢梁抗扭及刚接、铰接节点选用进行研究分析,并给予一些实用的设计方法,以供参考。

一种框架摇摆墙结构的实现形式及其有限元分析

基于可更换构件理念,提出了一种框架摇摆墙结构的实现形式。在试验研究基础上,构建了4种不同节点形式的有限元模型,计算结果表明:延性连接件与摇摆墙和框架之间应采用刚接节点进行模拟,摇摆墙与基础之间的橡胶垫与抗剪键可采用铰接节点进行简化;随着连接件直径和摇摆墙厚度增加,框架摇摆墙层间位移更为均匀,结构承载力随之增加但增加幅度逐渐减小。实际工程中应首先结合结构抗震需求确定较为合理的摇摆墙厚度,而后再按该方法优化连接件直径和构造。

混合结构T形梁半刚接耗能节点受力性能试验研究

高层钢-混凝土混合结构体系是近年来在高层和超高层结构中应用较为广泛的一种抗侧力体系,在高层钢框架-核心筒混合结构抗震设计中,常常将钢梁-混凝土墙连接节点设计成理想的刚接或铰接。综合刚接节点和铰接节点的优缺点,提出了能满足滑模施工工艺的全栓接新型半刚性节点,并对3个混合结构T形墙梁半刚接耗能节点试件进行了低周往复荷载试验。试验研究表明:该节点可方便地在实际施工过程中实现;节点具有较好的延性性能和一定的耗能能力;影响节点的初始刚度和承载力的主要因素是顶、底角钢的刚度和强度,腹板角钢对其影响较小。顶、底角钢是半刚性节点的关键部件且可拆换,能够满足"中震可修"的抗震性能目标。随着顶、底角钢厚度的增加,节点的屈服弯矩、屈服转角、极限弯矩和极限转角都有明显的增长。