单调加载作用下的钢管柱-桁架焊接接头断裂分析

钢结构是建筑中的关键支撑框架,各项性能直接影响建筑结构的稳定性,因此分析单调加载作用下的钢管柱-桁架焊接接头断裂情况十分必要。文中使用不同规格的槽钢和角钢分别制备3种试件,通过单调加载装置利用千斤顶向各试件施加单调加载作用。同时使用ANSYS有限元软件模拟各个试件在单调加载作用后的残余应力场,对其结果展开分析。试验结果显示:试件1和试件2分别在第2个和第5个作用周期出现断裂,试件3在第10个作用周期出现裂缝,未发生明显断裂;各个试件经过单调加载作用后,均出现较为明显的残余应力,但是试件3的应力数值相比于另2个试件的较低,说明断裂性能较好;随着单调加载周期增加,试件1和试件2的开裂指数均呈上升趋势,但是试件3的开裂指数始终低于安全值,说明试件3在单调加载作用下不容易出现断裂。

新型梁柱榫卯节点单调加载试验研究

新型梁柱榫卯节点是一种能够进行标准化生产、装配化施工、实现木结构建筑全榫卯连接的新型节点形式。通过使用机械臂对该榫卯节点进行自动化加工制作,从而实现该类榫卯木结构建筑的工业化生产、智能化建造。为了探究该新型节点的受力性能,对其十字形梁柱榫卯节点进行单调加载试验,研究该节点的承载能力、破坏模式、刚度以及变形性能。采用数值模拟的方法对榫卯节点进行仿真分析,所得模拟结果与试验结果吻合较好。研究结果表明:节点榫头主要横纹受压,受力屈服后变形明显,而卯口顺纹受压变形较小,节点最终破坏形式为榫头拔出,在薄弱截面处发生弯曲破坏,柱身和梁身基本完好。在此基础上,建立了单梁组成的T形梁-柱节点精细化有限元分析模型,研究梁柱节点中榫头朝向对节点初始刚度、强度以及延性的影响。结果表明,榫头凹面朝下初始刚度较大,可以有效提高节点的强度和延性。

装配式方钢管柱桁架梁节点单调加载试验研究

提出一种新型的装配式方钢管柱桁架梁节点,对4个足尺方钢管柱桁架梁节点试件进行单调加载试验研究。主要研究连接板厚度以及桁架梁的腹杆形式对节点的承载能力和破坏形态的影响,详细观察节点试件在单调荷载作用下的受力过程,分析节点的刚度、强度以及延性性能等指标,同时结合现有规范对节点的延性进行评价。研究结果表明,节点连接板的厚度对节点的承载力和刚度影响较大,桁架梁的腹杆形式对节点的承载力影响较大,此节点形式具有较好的延性性能,可满足规范中的抗震设计要求,可以在实际工程中应用和推广。

饱和细砂中裙式吸力基础水平单调加载模型试验——承载力及变形分析

海上风电资源的开发和利用是当今世界关注的热点问题，作为其塔架的基础，主控荷载是水平荷载。裙式吸力基础具有更高的水平承载能力和控制水平位移的能力，故非常适合作为海上风电塔架的基础。通过饱和细海砂中裙式吸力基础的水平单调加载模型试验，探究基础水平承载力的影响因素及转动点位置的变化规律，并分析了地基土的变形影响范围及规律。研究发现：与传统吸力基础相比，裙式吸力基础的水平承载力提高显著，且能有效控制水平位移；水平承载力随基础的裙高、裙宽的增加而增大，随加载高度的增加而减小；在水平荷载作用下基础主要是绕某一点（即转动点）发生转动，转动点位于主桶长度的0．45～0．7倍之间；达到极限荷载时，地表隆起范围远远大于沉降范围，沿加载轴线方向，隆起范围约为2．5倍主桶直径。

竹框架装配式梁柱节点单调加载试验

竹结构房屋是一种典型的装配式建筑,节点是整个结构中最重要的组成部分,也是最薄弱的部位,节点的破坏会导致整个结构的倒塌,为此设计了一种由竹质构件和钢结构部分组成的装配式框架节点,为了解新型装配式节点的力学性能,制作两组共4个足尺模型试件,进行单调加载试验,分别调查节点梁翼缘钢板及柱套钢板厚度对节点力学性能的影响,得到了每个节点的荷载-位移曲线和弯矩-转角曲线,4个节点的极限转角为0.095,0.097,0.080和0.079 rad,4个试件的极限承载力分别为12.10,16.60,11.70和14.63 k N,并在试验的基础上,给出了节点的弯矩-转角曲线方程,4个试件的第一刚度分别为283,396,241和622 k N·m/rad。结果表明,增加节点梁翼缘钢板厚度既可以提高承载力,又可以增加节点的转动能力;增加柱套钢板的厚度可以提高节点的承载力和初始转动刚度。

轻型木结构面板钉节点单调加载试验研究

对10组不同类型的面板钉节点试件,每组15个,总计150个试件,进行单调加载试验,测出其荷载-滑移曲线。通过对这些荷载-滑移曲线的分析,并对不同类型面板钉节点试件承载力、变形能力、破坏模式等力学特征进行比较,得出以下主要结论:①钉边距是影响面板钉节点承载力与变形的重要因素,随着边距的增大,其对节点的受力性能的影响趋于稳定;②板厚是影响钉节点力学性能的关键参数;③顺纹钉节点的承载力和横纹钉节点相差不大,但顺纹钉节点的变形能力要明显好于横纹钉节点。

RC柱双向单调加载试验与分析

完成了截面尺寸、配筋、混凝土强度基本相同的 8个正方形钢筋混凝土 (RC)柱的单向和双向水平单调加载试验。结果表明 ,单调加载的RC柱的破坏现象比较轻 ;受力次方向的水平力降低了受力主方向的极限承载力 ,轴压比大 ,降低幅度也大 ;正方形对称配筋的RC柱 ,截面的极限承载力、破坏时的极限变形能力 ,与两个方向施加的位移比例无关。用负刚度模型、承载力离散化空间相关性和复合结构法进行了理论分析 ,所得水平力 -位移关系曲线与试验结果吻合较好。

混凝土单调加载下多轴强度准则研究

介绍了国内外对混凝土在多轴应力状态下 (主要是二轴应力状态下 )的工作特性及强度准则的研究状况 ,并作了综合分析及展望 .

RC柱双向单调加载试验研究

完成了截面尺寸、配筋、混凝土强度基本相同的8个正方形钢筋混凝土（RC）柱的单向和双向水平单调加载试验。结果表明，单调加载的RC柱的破坏现象比较轻；受力次方向的水平力降低了受力主方向的极限承载力，轴压比大，降低幅度也大；正方形对称配筋的RC柱，截面的极限承载力、破坏时的极限变形能力，与两个方向施加的位移比例无关。用负刚度模型、承载力离散化空间相关性和复合结构法进行了理论分析，所得水平－位移关系曲线与试验结果吻合较好。

薄壁方钢管混凝土柱-空心钢管梁节点单调加载试验研究

以轴压比为主要考察参数,对6个1∶1足尺模型的薄壁方钢管混凝土梁柱节点进行了单调加载试验。试验观察了受力过程和破坏形态,得到了梁端荷载-位移曲线,并分析了节点的刚度、承载力和延性等重要指标。结果表明,试件节点均经历了弹性、梁局部屈服、塑性、破坏等阶段,直焊型节点的破坏主要是由梁局部屈曲及柱棱角处拉裂引起,螺栓节点的破坏主要是由于梁与柱贴板间焊缝开裂引起,加腋节点中加腋板显著增强了节点域刚度,塑性铰形成于梁上并远离节点区域,其破坏主要由梁局部屈曲引起,节点域完好,较好地满足了"强柱弱梁、节点更强"的抗震设计目标;采用螺栓贯穿连接措施对节点初始刚度影响不大,而采用加腋手段对节点初始刚度提高显著;加腋和螺栓贯穿连接措施均能较大地提高节点的承载力;随着轴压比的增大,试件极限承载力有一定小幅降低,而试件延性下降明显。

分层装配式木框架梁柱结点单调加载试验

研究了一种可以分层吊装建造的木框架梁柱结点,可实现木框架结构建筑的分层装配。为测试这种新型木结构梁柱结点的受力性能,对结点进行了单调加载试验,对比结点在不同梁截面高度下的破坏特征、荷载-位移曲线和弯矩-转角曲线。试验结果表明:这种分层装配式木框架梁柱结点破坏特征基本符合刚性结点连接特性;在梁端受竖向荷载作用下的破坏形态主要表现为木梁沿木材顺纹方向开裂,上柱与下柱在连接处产生水平错动,连接木梁的螺栓弯曲变形,木梁端部与木柱连接处出现转动变形,且随着木梁截面高度的减小,转角增大;增大梁的截面高度,可提高结点的承载力及刚度。

基于Harris衰减函数的岩石单调加载本构模型

以变形模量为对象,研究岩石单调加载的本构模型。首先根据单调加载过程中变形模量随着应变增大而减小的衰减现象,引入Harris函数来表征变形模量衰减规律,从而建立岩石单调加载本构模型;然后根据极值理论,结合试验曲线特征值,确定模型参数;最后引用相关文献试验数据,利用新提出的单调加载本构模型对试验数据进行参数计算,获得岩石本构模型理论值,该理论值与试验结果吻合度较高,验证了模型的适用性。对模型参数分析发现,模型参数a主要反映了岩石的宏观强度,a值越大,岩石峰值强度越低。参数b与岩石强度关系不大,但体现了岩石的延脆性,b值越大,脆性越强,反之延性越明显。

钢筋混凝土框架单调加载全过程试验的计算机仿真系统

本文针对钢筋混凝土框架的非线性性能，采取了四折线模型的Ｍ－Φ曲线，用增量刚度法和虚加刚性弹簧法对单调和加载作用下的框架进行了受力分析，获得了含有下降段 全过程荷载一位移关系曲线。在此理论基础上，本文开发了钢筋混凝土框架的单调加载全过程试验的计算机仿真系统。

新型装配式剪力墙单向往复/单调加载试验

为明确装配式剪力墙结构水平连接的传力机理,获得更优异的耗能能力,提出一种新型装配式剪力墙结构。针对此结构,设计制作4片缩尺比例为1∶1.54的不同螺栓配置数量、轴压比和边缘构件纵筋配筋率的新型装配式剪力墙结构模型,完成单向往复/单调加载试验。4片试件破坏模式相似,墙体保持弹性状态,且未发现明显裂缝;之后墙体混凝土发生破坏,裂缝多开展于1/3墙高下侧,最终破坏时沿墙身对角线向墙角贯通。轴压比/边缘构件纵筋配筋率减小导致试件各特征荷载降低。试验结果表明,增加螺栓配置数量虽然对试件的特征荷载影响不大,但能有效限制墙体侧移,提高试件的整体性和水平连接装置的传力性能;新型装配式剪力墙具有更强的变形能力,极限承载力与现浇墙体基本一致。

H形梁-工形柱弱轴箱形节点域连接节点单调加载试验研究

提出了一种新型的适合于H形梁与工形柱弱轴箱形节点域连接节点的构造形式,该连接属于后Northridge连接方式。试验中共设计梁端标准、梁端加盖板、梁端截面削弱和梁端加腋4种不同的处理方式的足尺边框架节点试件。通过单调加载试验,得到各个试件的破坏模式、塑性铰出现位置及节点域组成板件的应力分布情况。试验现象和试验数据分析结果表明,各试件破坏时,塑性铰均出现在远离连接位置的梁截面上,节点域和工字形柱基本处于弹性工作状态,节点域组成板件的应力均较小,其转角延性系数都大于4,塑性转角都大于0.030 rad,说明H形梁-工形柱弱轴箱形节点域连接节点具有较高的延性和塑性转动能力,完全能够实现"强柱弱梁"、"强节点弱构件"及"强节点域"的抗震设计目标。

单调荷载下带加劲肋钢板混凝土剪力墙力学性能有限元分析

目的研究一种新型带加劲肋钢板的混凝土剪力墙的力学性能.方法利用ABAQUS有限元软件在剪力墙顶端加侧向位移,针对不同参数如轴压比,剪力墙厚度,钢板厚度等的剪力墙的力学性能进行研究,分析剪力墙的承载力和屈服位移.结果剪力墙的承载能力随着内置于剪力墙的钢板厚度,剪力墙的厚度,轴压比,混凝土强度等级的增加而增加.带加劲肋钢板的剪力墙比普通混凝土剪力墙的承载能力和屈服位移都有很大的提高,钢板对剪力墙屈服后强度的提高有很大帮助.结论带加劲肋的钢板内置于剪力墙中能大幅度提升剪力墙的单调荷载下的力学性能.

Q690GJ高强度钢材单调和循环加载试验研究

钢材在循环荷载下将出现包辛格效应、循环硬化及循环软化现象,这使得钢材在循环和单调荷载下的本构关系有所区别。通过对国产Q690GJ高强度结构钢材进行单调和循环加载试验研究,并从单调和循环加载性能、循环加载现象等方面分析其力学性能差异。结果表明,Q690GJ钢材在循环荷载下的滞回性能良好,由于循环硬化作用使得钢材强度提高的幅度很小,循环软化较早出现,同时试件在循环荷载下由于塑性损伤累积,与单调加载相比延性变差。基于Ramberg-Osgood模型,可以较好地拟合Q690GJ高强度钢材在循环荷载下的应力-应变骨架曲线。

考虑围压和密度的饱和砂土液化后单调加载本构方程

为评价地震液化时饱和砂土初始液化后变形,研究了有效围压和密度对饱和砂土液化后单调加载应力应变的影响。基于初始液化后加载试验结果,改进了模拟饱和砂土液化后单调加载的本构方程,考虑了围压和密度的影响,并给出了门槛剪切应变随围压变化的关系式。结果表明:密度的影响可以由临界应力状态线的斜率的变化来体现;有效围压变化的影响可以由门槛剪切应变的变化来反映。

新型钢木组合墙体单调加载抗剪试验

本文的试验结果针对一种新型钢木组合墙体。该墙体以冷弯薄壁C型钢作为外框架,以木结构组合板为墙板,木结构组合板通过型钢立柱形成的导轨嵌入到立柱之间。现针对该新型钢木组合墙体在力学性能上研究不足的问题,取两个单元的足尺试件进行抗剪试验,研究墙体顶部单调加载下的形变、破坏形式、荷载与剪切位移的关系、木墙板的应变和型钢立柱的应力等力学性能,检验该新型结构的刚度与抗剪承载力,并于传统钢木组合墙体进行对比,提出结构优化建议。

AQ315钢材单调与循环加载试验研究

对新型抗震结构用钢AQ315进行单调拉伸和循环加载试验研究,分析其各项力学性能及相应破坏形态,并利用Ramberg-Osgood模型对循环荷载下的骨架曲线进行拟合。根据试验数据标定基于Chaboche模型的混合强化参数,通过有限元软件ABAQUS对循环加载试验进行数值模拟。结果表明:AQ315钢材屈服强度平均值为290MPa,抗拉强度平均值为450MPa,断后伸长率平均值高达35.6%;循环荷载作用下,AQ315钢材表现出明显的循环强化特征;Ramberg-Osgood模型能较准确地拟合出AQ315钢材在循环荷载下的骨架曲线;利用标定的强化参数模拟出的结果和试验曲线吻合程度较好。