标准化Z字形钢结构梁柱连接节点转动刚度研究

为研究标准化Z字形钢结构梁柱连接节点的转动刚度,对翼缘焊接和搭接两种形式的Z字形钢结构梁柱连接节点进行了单调和往复循环加载试验及有限元分析。研究了不同连接节点设计强度对Z字形钢结构梁柱连接节点转动刚度和循环刚度退化等力学性能的影响。结果表明,翼缘焊接和搭接两种形式的Z字形钢结构梁柱连接节点均具有良好的延性和滞回性能。翼缘焊接Z形节点转动刚度表现为刚性连接,翼缘搭接Z字形钢结构节点转动刚度表现为铰接。对于翼缘焊接Z字形钢结构梁柱连接节点,其转动刚度和循环刚度退化程度受焊缝连接强度影响显著。较小的强度设计倍数(0.2~0.4)时节点破坏模式为焊缝率先发生破坏,其节点转动性能表现为半刚性。较大节点强度设计倍数(0.7~1.1)时节点破坏模式转变为构件率先发生破坏,节点表现为刚性连接且其循环刚度退化程度(转角小于0.02 rad条件下)明显小于强度设计倍数较小的Z字形钢结构节点循环刚度退化程度。总体上看,可通过改变节点强度设计倍数来调节其转动刚度。

装配式外套筒-加强式外伸端板组件梁柱连接节点抗震性能试验研究

针对装配式外套筒-加强式外伸端板组件梁与柱连接节点试件进行低周往复加载、单调加载试验,研究节点的受力机制、破坏模式、承载能力、耗能能力、延性和刚度退化等抗震性能。研究结果表明:节点初始转动刚度随外套筒壁厚的增加而增大,当外套筒壁厚由12mm增大到14mm时,节点初始转动刚度增大约17%。增大外套筒壁厚延迟节点的刚度退化速度;梁与柱采用高强螺栓外伸端板组件连接,可以提高节点的变形和耗能能力。梁柱对拉螺栓连接产生一定的"对拉效应",使节点具有较大的转动能力,试件转角均超过0.035rad,可以满足"强节点"和大震对连接节点转动能力的要求;但是过于显著的对拉效应,使节点产生滑移,滞回环由"弓形"过渡到"反S形",节点的耗能能力下降。设计中应通过选择合理的螺栓直径和外套筒壁厚、合理控制对拉螺栓的伸长值、减少外套筒与柱壁间的加工误差等措施,提高节点的刚度以及耗能能力。

梁柱连接节点不同腹板切角构造形式的应力分析

地震中钢框架的破坏大量表现为梁柱连接节点的破坏,其破坏形式和破坏性质与节点细部构造密切相关,梁柱连接节点不同腹板切角构造形式(又称作工艺孔)是主要影响因素之一.借助有限元技术,对梁柱栓焊混合连接节点中不同腹板切角构造形式进行研究,揭示不同切角形式切角部位应力集中程度及应力分布规律,又通过对4种不同腹板切角构造形式节点的滞回性能分析,综合得出圆弧Ⅱ形切角及扇形切角为较理想的切角形式.

钢结构装配式梁柱连接节点研究进展

装配式钢结构符合建筑工业化发展趋势,是一种绿色建筑。装配式钢结构建筑将呈现设计多样化、构件标准化、制作工厂化、施工机械化、功能现代化的建筑工业化发展趋势。结合目前钢结构装配式梁柱连接节点的研究进展,介绍装配式H形截面梁与柱连接节点以及矩形钢管柱和工字形(H形)截面柱与梁连接节点的研究现状,针对装配式矩形钢管柱与梁连接节点提出了尚待研究和解决的问题。

装配式钢结构梁柱连接节点研究进展

近年来,在国家大力推行政策背景下,装配式建筑成为研究的热门课题。钢结构作为一种天然的装配式结构,具备施工速度快、现场湿作业少、便于实现工业化和标准化、质量易控制、绿色环保等诸多优势,在装配式建筑领域中具备巨大的发展前景。介绍了近年来国内外装配式钢结构梁柱连接节点研究情况,根据构造特征分为套筒式、悬臂短梁式、桁架梁、单边螺栓、装配式钢框架体系、带耗能元件等装配式节点形式,对各装配式节点构造和力学性能进行阐述与总结。

浅谈钢框架梁柱连接节点设计

钢框架梁柱连接节点设计是否合理直接影响结构的整体受力和安全性,是钢框架结构设计的重点。文章论述了钢框架梁柱连接节点的形式及其设计,并将其理论与技术应用到工程实际中,取得了良好的技术经济效果,也总结了钢框架梁柱连接节点的设计体会。

多方向梁与型钢混凝土梁柱连接节点的性能设计分析

某抗震设防烈度为8度的大底盘裙房多塔结构,塔楼位置不对称。商业东北角入口处,塔楼B的三层位置,有室外人行天桥,人行天桥落在长悬挑梁上,正交方向商业部分有长悬挑梁,斜交方向有商业部分的大跨度框架梁,此梁柱节点为型钢混凝土梁柱节点。采用的竖向振型分解反应谱法、简化竖向地震分析法和考虑竖向地震作用的时程分析方法对长悬挑构件进行地震作用分析。采用ABAQUS有限元分析软件对节点进行了中大震性能设计。分析结果表明:在小震作用下,节点域框架梁和悬挑梁的梁端剪力和弯矩在采用规范竖向振型分解反应谱法和竖向地震简化计算分析时,各截面内力结果差异不大,考虑竖向地震作用的时程分析法计算的底部剪力小于振型分解反应谱法;在中震和大震承载力不屈服性能目标设计下,悬挑梁梁端的剪力和弯矩同小震没有明显变化,但框架梁梁端的剪力和弯矩的显著增大;节点和构件均能满足设定的性能目标。

大跨度装配式框架结构“牛腿+浆锚”梁柱节点连接施工技术研究

基于现有常用的装配式框架结构梁柱节点连接方式,充分考虑干式连接和湿式连接的优点,提出了一种新型的“牛腿+浆锚”的装配式框架结构梁柱节点连接方式,并在实际工程中应用,取得了良好的效益。一方面,该节点连接保证了结构的延展性、抗震性和耗能能力,同时在施工工艺上更具可操作性,施工工艺简单,提高了吊装效率;另一方面,通过在前期建立梁柱节点的建筑信息模型(BIM),利用BIM的可视化、模拟性等优势,对梁柱节点内钢筋位置排布进行模拟优化,避免了后期在施工过程中梁柱节点内钢筋位置排布冲突,节约了施工工期和成本,为后期大型装配式建筑梁柱节点的施工技术发展和理论研究提供借鉴依据。

大型公共装配式建筑框架梁柱节点连接方式优化设计

为提升大型公共装配式建筑框架梁柱节点连接的施工质量,针对几种常用的梁柱节点连接方式,提出了相对应的优化设计方法,在提升整体稳定性的同时,降低施工难度,保证施工安全性。实验结果表明,优化后的大型公共装配式建筑框架梁柱节点连接处可承受的最大剪力提升至340 kN,优化幅度约为240%,最小层间位移角小于0.2°,抗形变能力强,整体稳固性较强,具有较好的抗剪能力。

高层建筑钢结构施工技术及钢结构体系梁柱的连接节点

高层建筑的发展和建筑技术的不断进步,促使钢结构形式得到了广泛应用。在这过程中,高层建筑钢结构施工技术及钢结构体系梁柱的连接节点设计成了建筑工程领域中备受关注的重要议题。连接节点的施工质量和设计合理性影响着钢结构体系的稳定性、安全性以及整体工程质量,因此,深入研究高层建筑钢结构施工技术及连接节点设计的相关问题,具有重要的理论意义和实践价值。

钢框架梁柱连接节点转动刚度试验研究

为了探讨钢框架梁柱连接节点的转动刚度和破坏模式,针对常见梁柱节点类型,包括全焊接连接、外伸式端板螺栓连接、T型钢螺栓连接、上下翼缘及腹板角钢螺栓连接等,进行了单向加载试验研究。试验结果表明,各类节点的总转角均超过了0.05 rad,塑性转角均超过了0.04 rad;节点域剪切变形较大,特别是全焊接节点,使节点转动刚度显著降低;当连接较强时,框架梁可以在连接破坏之前形成塑性铰;当连接较弱时,连接件容易因过度变形而破坏。通过对试验数据的分类整理分析,梁柱节点总转角可以分成节点域转角和连接转角两大部分,给出了常见节点类型在弹性阶段的转角及转动刚度简化计算方法,并与试验结果进行了对比,计算结果与试验结果吻合较好。

装配式梁柱内套筒组合螺栓连接节点的力学性能试验研究

为深入研究装配式梁柱内套筒组合螺栓连接节点力学性能,进行了3个十字形1/2缩尺比例节点试件在低周往复荷载作用下的试验研究,对节点的破坏模式、滞回性能、刚度退化、节点核心区剪切变形、弯矩-转角关系曲线等进行了分析.研究结果表明,在低周往复荷载作用下节点的破坏模式主要表现为对穿螺栓被拉断,外伸端板屈曲,柱壁凹屈,柱壁间连接焊缝断裂;上段柱对穿螺栓往复滑移造成的塑性变形集中在柱壁及外伸端板区域并形成塑性铰,节点具有一定的耗能能力,受对穿螺栓贯穿柱壁连接效应影响,在往复荷载作用下出现"对称凹屈"现象;随内套筒厚度增加,节点核心区剪切变形减小,抗剪刚度增加;节点具有一定的转动刚度,表现出半刚性节点性质.提出的装配式梁柱内套筒组合螺栓连接节点可以实现上柱与下柱、梁与柱全装配式连接.

装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点抗弯承载力及节点刚度研究

提出一种装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点,针对节点力学性能进行了理论分析和数值模拟研究,分析节点失效破坏模式,推导节点极限抗弯承载力及节点初始转动刚度计算公式,提出装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点弯矩-转角曲线计算方法.建立5个十字形节点有限元数值计算模型,运用ABAQUS有限元软件进行静力加载数值模拟,研究节点构造参数对节点力学性能影响.研究结果表明:柱宽厚比及外环板厚度对节点破坏模式有一定影响,柱宽厚比增大,节点承载力、初始转动刚度均增加,建议柱宽厚比控制在16~20;随外环板厚度增加,节点刚度有所增加,建议外环板厚度比梁翼缘厚度增加2 mm;节点弯矩-转角曲线理论计算值与数值计算值吻合较好,验证了节点弯矩-转角曲线理论计算方法的有效性.

全装配式外套筒-加强式外伸端板组件梁柱连接节点抗弯承载力研究

提出全装配式外套筒-加强式外伸端板组件梁柱新型连接节点,通过理论分析、试验研究和有限元分析,确定了节点受力计算模型,推导出节点抗弯承载力理论计算式,并与有限元模拟值和试验结果进行比较,三者吻合较好,证明其具有合理性和良好的适用性。所提出的节点抗弯承载力计算方法可为该类节点的设计和计算提供理论工具。试验研究与有限元分析还表明,装配式外套筒-加强式外伸端板组件梁柱连接节点的屈服机制为:外套筒和柱壁内凹受压屈曲、外伸端板压屈、节点屈服;梁柱连接节点具有良好的耗能能力,增大外套筒厚度,节点屈服荷载增加,耗能能力提高。

双面连接的Z型全螺栓梁柱连接节点的抗震性能试验研究及有限元分析

为减小地震对梁柱节点的破坏并保证稳定的连接性能,提出一种双面连接的Z型全螺栓梁柱连接节点,并以刚性连接的设计理念设计了两组试件。对新型节点和传统节点试件进行了拟静力试验研究以及有限元对比分析,获得了节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力以及刚度退化等抗震性能。结果表明:双面连接的Z型全螺栓梁柱连接节点的破坏模式为梁柱连接处的悬臂梁段翼缘以及梁腹板的撕裂;该节点刚性连接稳定,盖板与梁翼缘无明显滑动,试件主要通过板件的屈服实现耗能;与传统连接节点相比,Z型节点具有更稳定的滞回性能,破坏的位移角限值更大;新型节点与传统连接节点承载力相近,其刚度退化趋势更为缓慢;Z型的连接构造使得节点有更大的塑性发展区域,能有效地提升节点的耗能性能、延性性能等抗震性能。

装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点抗震性能试验研究

针对装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点抗震性能开展了拟静力加载试验,研究节点试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能、刚度退化等抗震性能指标;并对影响节点试件抗震性能参数进行分析;研究节点试件层间位移角及转动能力;提出节点恢复力计算模型。研究结果表明:节点试件失效模式为外环板与梁翼缘连接螺栓剪断、梁翼缘钢板断裂、外环板与柱连接处焊缝开裂3种形式;4个节点试件的滞回环面积较为饱满并呈"Z"形,具有较强的耗能能力;4个节点试件均有显著的刚度退化现象,下降坡度平缓;4个节点试件的层间位移角为0.09~0.12rad超过抗震规范的要求,表明节点具有良好的转动能力和延性性能;外环板的厚度和宽度对节点抗震性能有一定影响;提出的节点恢复力计算模型与节点试件的试验曲线吻合较好。

新型单面螺栓梁柱外伸端板连接节点受力性能试验研究

为研究新型自紧高强单面螺栓SHSOB连接节点的受力性能,并与传统M20扭剪型高强螺栓连接节点进行对比,设计制作了3个方矩形钢管柱与H形钢梁的外伸式端板连接节点试件,包括2个SHSOB螺栓连接节点和1个M20螺栓连接节点,对各节点试件开展了静力加载试验.揭示了节点的受力性能与破坏模式,考察了新型SHSOB螺栓连接节点的转动刚度、承载力和螺栓群受力分布模式.结果表明,SHSOB螺栓连接节点的初始转动刚度低于M20螺栓连接节点,节点转角大于0.03 rad,满足美国规范FEMA-350对节点延性的要求.随着荷载的增加,端板受拉区应力先增大后趋于稳定.SHSOB螺栓连接节点属于半刚性节点,螺栓群受力分布模式与传统的高强螺栓相似,中和轴位于螺栓群形心附近,具有较好的工程适用性.

高层建筑钢结构施工技术及钢结构体系梁柱的连接节点设计

高层建筑是现代城市的重要组成部分,对城市的美观性和功能性具有直接的影响。在实际的高层建筑建设过程中,为了提高高层建筑的建设效率和建设质量,可以选择钢结构施工技术展开施工,具体的钢结构施工中,为提升工程的质量、减少施工成本,需要科学的展开钢结构体系梁柱的连接节点设计。然而,在实际的高层建筑钢结构施工中,一些问题是切实存在的,影响高层建筑结构的稳定性和安全性。故此,需要加强对钢结构施工技术的解读和分析,在有效的控制钢结构体系梁柱的连接节点设计,旨在推动高层建筑钢结构施工的效率和质量,规避质量隐患,推动高层建筑的功能性发挥。

钢结构房屋中框架梁柱刚性连接节点的设计

钢结构房屋中的梁柱刚性连接节点有全焊接刚性连接节点和栓焊刚性连接节点两种,地震区的刚性连接节点设计要满足多遇地震下弹性状态的承载力要求和罕遇地震下弹塑性状态的承载力和变形要求。大震下刚性连接节点的脆性破坏除了质量缺陷外,还有焊接工艺、焊接方法、节点形式和焊接材料等方面的原因。设计应选取合适的节点类型,严格控制不同部位的焊缝质量等级以保证焊接连接的质量。

钢筋混凝土管架栓焊混合连接节点的稳定性试验

针对现有装配式建筑梁柱连接节点稳定性低的问题,以混凝土、钢筋、钢板试件材料为原材料,设计一种新型钢筋混凝土管架梁柱连接节点,并从强度、延性、刚度退化3个方面进行试验。结果表明,所设计钢筋混凝土管架梁柱连接节点通过在梁端设置狗骨而构造塑性铰,可有效增大试件破坏时的极限位移,正向和负向负载下的屈服位移介于27~34 mm,刚度退化较为平稳,满足钢筋混凝土管架稳定性要求,具有较强的连接稳定性。