T型钢连接方钢管柱-H型钢梁节点抗震性能分析

目的为了研究单边螺栓和T型钢连接的方钢管柱-H型钢梁节点的抗震特性,方法采用室内试验和数值模拟分析方法,对1∶2缩尺的边节点进行拟静力试验,并通过ABAQUS有限元软件进行数值模拟,综合分析边节点的滞回特性、承载力、刚度与耗能等力学特性。有限元分析变量为T型钢加肋、梁翼缘狗骨式和梁腹板开圆孔式。结果试验中,节点试件中连接件T型钢参与耗能且其变形最明显,梁、柱构件变形较小。塑性铰主要集中在连接构件T型钢上,T型钢腹板与翼缘交接处出现应力集中状态。试验弹性阶段,节点构件共同抵抗外部作用力。进入塑性阶段,节点损伤逐渐累积至T型钢,使T型钢最终产生塑性破坏而失效。有限元模拟中,T型钢加肋的形式对节点整体承载力影响最大,其中加3号肋的形式使节点承载力的增长量达到最大;梁翼缘狗骨式的形式对节点整体耗能能力影响最大,为44.01%。结论在T型钢上加肋板对节点的承载力和刚度提升较明显,对耗能能力影响不大;梁翼缘狗骨式和梁腹板开圆孔式均能提高节点的耗能能力,节点承载力和刚度基本不变;梁翼缘做狗骨式对节点抗震性能影响最显著。

T形PEC柱抗震性能的数值模拟分析

利用ABAQUS软件对14个T形PEC柱进行低周反复加载模拟,分析不同参数对T形PEC柱抗震性能的影响规律。结果表明:T形PEC柱的滞回曲线呈饱满的平行四边形,且刚度退化稳定,耗能能力和延性良好;提高混凝土强度等级虽然可增大柱的初始刚度,但混凝土强度等级过高则会导致柱的延性降低,刚度退化加剧,抗震性能降低;在T形PEC柱内设置横向拉杆,且将x方向和z方向的横向拉杆相互焊接,有利于对混凝土形成套箍作用从而提高柱的抗震性能,但拉杆间距不宜大于150 mm;在T形PEC柱的两侧阴角处分别设置1根纵筋并将其与横向拉杆绑定后形成钢筋笼,能够明显的改善柱的抗震性能。

不同柱失效对T型钢连接子结构抗倒塌性能影响

结构倒塌会引起严重的人员伤亡和巨大的财产损失,研究结构抗倒塌性能可为结构设计提供指导和参考依据。文章通过对不同柱失效梁柱子结构的有限元数值模拟,分析结构的破坏模式和抗力机制,研究跨度比对角柱失效工况下梁柱子结构抗倒塌性能的影响。结果表明:中柱失效前,其承担的荷载在失效后的小变形阶段将更多地通过与失效柱强轴方向相连的梁传递到边柱,而在失效后的大变形阶段强轴和弱轴方向传递荷载能力相差不大;边柱失效工况下,只在对称方向的梁内产生了悬链线机制;在角柱失效情形,子结构中的梁构件只经历了梁机制作用阶段。比较3种柱失效工况,其角柱失效最危险,其原因在于梁构件没有产生悬链线机制;在角柱失效工况下,随着跨度比的增加,梁柱子结构极限承载力逐渐减小。

高温后铝合金T型连接梁柱节点滞回性能试验研究

为研究高温后铝合金T型连接梁柱节点滞回性能,以温度值、恒温时间为变化参数,设计了4个T型节点试件进行了高温后低周往复加载试验。通过试验观测了T型节点试件的破坏过程,同时获取了试件升温曲线、滞回曲线、骨架曲线、延性指标、承载力及刚度退化曲线等,并由此分析了节点破坏机理、承载能力以及抗震性能。试验结果表明:受到低周往复荷载作用后试件的破坏模式均表现为节点板的弯剪破坏,滞回曲线不饱满;高温后试件极限承载力随着恒温时间的增加而减少;与常温下的铝合金T型节点试件相比,经历高温后的试件刚度退化幅度及延性增加;螺栓滑移可增加试件耗能,但摩擦力在滑移阶段初期对常温试件产生不利影响。

冷弯薄壁型钢T形拼合柱轴压性能研究与承载力计算

冷弯薄壁型钢(CFS)全螺栓垫板连接T形拼合柱是一种新型拼合截面柱,在全螺栓连接框架结构中承受集中荷载。目前关于全螺栓连接T形CFS拼合柱轴心受力性能的研究报道较少。基于已有的试验研究成果,建立准确可靠的T形CFS拼合柱数值分析模型,选取构件长细比、板材厚度、垫板的纵向间距等参数,研究在轴压作用下各重要参数对T形CFS拼合柱极限承载力和屈曲模态的影响。结果表明:随着长细比的增大,T形CFS拼合柱的屈曲模式由局部与畸变相关屈曲逐渐转变为整体屈曲,当长细比<104.7时,长细比变化对构件承载力的影响不明显;板厚对构件的承载力变化具有显著影响,在长细比较大的情况下可以改变构件的屈曲模式;垫板的纵向间距对构件的承载力和屈曲模式影响较小,不同垫板纵向间距的构件极限承载力变化均在4.5%以内。最后,将试验和数值分析结果与北美规范中直接强度法计算的名义承载力对比,评估直接强度法对于此类拼合柱承载力计算的适用性。

多腔T形钢管混凝土柱轴压性能试验研究

为研究多腔T形钢管混凝土柱的轴压性能,开展了7根多腔T形钢管混凝土柱和2根普通T形钢管混凝土柱试件轴压试验研究,主要考察钢管壁厚、混凝土强度和高宽比对多腔T形钢管混凝土柱轴压性能的影响。试验结果表明,与同条件的普通T形钢管混凝土柱相比,多腔T形钢管混凝土柱具有更高的轴压承载力及更好的变形性能。多腔T形钢管混凝土柱的轴压极限承载力随着钢管壁厚增大而显著提高,随着高宽比增大而呈下降趋势;当采用高强混凝土时,应匹配较厚的钢管以更加充分地发挥两种材料的性能。将美国规范ANSI/AISC 360⁃16、欧洲规范Eurocode 4、日本规范AIJ⁃CFT和中国规范GB 50936—2014公式计算与试验的轴压极限承载力进行比较。结果表明,Eurocode 4规范公式的计算精度最高且离散性最小。

多腔T形钢管混凝土柱偏压性能试验研究

为研究偏心荷载作用下多腔T形钢管混凝土柱的力学性能,开展1根普通T形钢管混凝土柱和5根多腔T形钢管混凝土柱在不同偏心距下的轴心或偏心受压试验,主要考察偏心距和高宽比对多腔T形钢管混凝土柱受压性能的影响。试验结果表明,与含钢率基本相当的T形钢管混凝土柱相比,采用多腔T形截面能更好地发挥钢管对核心混凝土的约束作用,且具有更高的承载力和更好的变形性能。多腔T形钢管混凝土柱的极限承载力随偏心距的增大而降低;当试件高度由720mm增大至1800mm时,多腔T形钢管混凝土柱的极限承载力呈降低趋势,但试件未出现失稳破坏特征。

基于角钢连接的GFRP梁柱T形节点性能研究

采用设置上下角钢的连接形式,设计了不同类型的GFRP梁柱T形节点,通过对八个节点构件进行单调加载试验,并结合有限元分析,研究了角钢类型、螺栓排距、螺栓端距以及螺栓排数对GFRP梁柱T形节点承载力及变形性能的影响。研究结果表明:与未设置加劲肋相比,增加加劲肋可显著减小角钢转角处的变形,设置三角形加劲肋提高了GFRP梁柱T形节点的承载能力和转动刚度;节点的极限承载力随螺栓排距的增大而提高,随螺栓端距的增大而降低,随螺栓排数的增加先提高后降低;转动刚度则随排距和端距的增加呈现先增大后降低的趋势。在本文分析的参数范围内,GFRP梁柱T形节点采用设置两排螺栓的角钢连接可获得较优的力学性能,同时排距为45~50 mm,端距为55 mm较为合理。

800MPa高强钢T形截面轴压构件极限承载力有限元分析

针对800MPa高强钢T形截面轴压构件失稳问题,基于ABAQUS软件建立有限元计算模型,分析残余应力、几何初始缺陷、翼缘宽厚比、腹板高厚比和构件长细比对构件极限承载力的影响,建立正则化长细比与整体稳定系数关系曲线,并将高强钢T形截面轴压构件极限承载力的模拟结果与GB50017—2017系列设计规范进行比较分析。结果表明:建立的有限元模型能够准确模拟试验构件的屈曲行为,残余应力峰值对短柱承载力影响较小,对大长细比构件的承载力影响较大;试件初弯曲和板件翘曲对小长细比构件极限承载力影响较大,随构件长细比增加,构件极限承载力随着翼缘宽厚比变化表现为敏感度降低,腹板的高厚比变化规律与之类似。计算得到的稳定系数与GB50017—2017中b类柱子曲线吻合较好,建议采用b类柱子曲线计算800MPa高强钢焊接T形截面轴压构件的极限承载力。

轴压比对新型型钢混凝土柱抗震性能的影响

为研究轴压比对带T型钢-圆钢管混凝土柱抗震性能的影响,使用ABAQUS有限元分析软件对现有文献中的5个试件进行建模分析,通过滞回曲线和极限承载力等指标验证模型可靠性,在被验证的模型基础上进行不同轴压比的拓展分析。结果表明:有限元滞回曲线基本吻合,极限承载力和延性误差在9%以内,略大于试验结果,模拟的混凝土损伤云图具有与试验结果一致的柱脚压溃损伤、沿试件长度方向的水平裂缝和约在1/3柱高处的塑性铰;应力分析和机理分析表明,纵筋和受压/拉侧T型钢对核心混凝土约束较大,内部钢骨主要提供抗侧刚度;随着轴压比的增大,试件由受弯破坏转变为压剪破坏,抗剪承载力最大退化了8.6%,而延性最大退化了63.5%。

螺旋钢管支墩+贝雷梁纵梁做连续梁支架技术研究

某主桥上构为2-75mT构,采用两幅桥布置。由于桥梁主墩较高且梁下地基软弱,给施工带来了较大难度,T构支架现浇成为本项目的技术难点和造价控制重点。经过对多种方案的比选、优化和承载验算,最终选定梁-柱式支架方案进行现浇施工。与传统碗扣式满堂支架相比,该方案能够显著减少地基加固处理工作量,降低安全风险,同时也大幅减少支架的搭设工程量,能更好地满足工程工期和造价目标。

城市高架桥梁多柱式门式墩设计方案研究

为了研究城市高架桥梁多柱式桥墩盖梁与墩柱的连接方式,以南昌市九洲高架东延工程为背景,以四柱式桥墩为例,建立有限元模型,分析3种约束下的桥墩受力特点。首先了解不同荷载工况下盖梁和墩柱的内力变化趋势;然后模拟不同墩高及边墩刚度对盖梁和墩柱的受力影响。结果表明,盖梁与墩柱全刚接可通过减少边柱尺寸或增加墩高,降低盖梁与墩柱的节点内力;边柱柱顶设置单向支座,减少超静定次数,边柱受力减少明显,但盖梁中柱柱顶及墩柱弯矩明显增加;盖梁在中柱中间设置断缝,盖梁中柱柱顶负弯矩显著降低,但盖梁跨中弯矩增加较多。因此,给出了不同情况下不同连接方式的选取建议,可为类似工程提供参考。

T形方颈单边螺栓连接钢梁-方钢管柱节点试验研究

T形方颈单边螺栓是一类新型单侧安装紧固件,可用于闭口截面钢构件连接,其构造简单、安装便利、无需额外的安装辅助工具,能够适应现场粗放的施工方式,具有较大的应用潜力。对4个T形方颈单边螺栓连接钢梁-方钢管柱节点和1个传统螺栓连接节点开展了单调荷载下的静力性能试验研究,探讨了长圆形螺栓孔布置方案以及设置端板加劲肋和钢管柱内灌注混凝土这两种加强措施对节点结构响应的影响。研究了T形方颈单边螺栓连接节点的破坏模式、转角-弯矩关系、关键部位转角-应变关系、各部位屈服顺序等,揭示了此类节点的工作及破坏机理。结果表明此类连接具有与传统螺栓连接节点相似的破坏模式、相近的初始刚度,以及不低于85%的全生命周期内承载力。

钢骨高强混凝土T形短柱偏心受压的试验

目的设计一种新型实腹式钢骨混凝土T形柱，研究不同含钢率对钢骨混凝土T形柱正截面承载力的影响．方法对3根钢骨高强混凝土T形短柱和1根钢筋高强混凝土T形短柱在偏心作用下的力学性能进行了试验研究，分析了不同含钢率对承载力的主要影响，得出了相应的关系曲线．结果钢骨高强混凝土T形短柱的承载力一般比不加钢骨的钢筋高强混凝土T形柱提高20％～34％．结论实验表明，在异形柱中加入钢骨对异形柱的承载力有很大的提高，这种新型实腹式钢骨混凝土T型柱可以在工程中使用．

不同方向周期反复荷载作用下T形柱的性能

本文通过15根钢筋混凝土T形柱在周期反复荷载作用下的试验研究,分析了三个不同水平力方向T形柱的强度、刚度、延性,对平截面假定的适用性、恢复力模型等也进行了探讨。为T形柱抗震设计提供了依据。

较小剪跨比带暗柱T形柱抗震性能试验研究

提出了带暗柱Ｔ形柱，进行了４根较小剪跨比（λ＝２．３７５）的Ｔ形柱抗震性能试验，分析了轴压比对承载力、刚度、延性的影响以及设暗柱对提高Ｔ形柱抗震能力的作用。最后进行了理论计算，计算值与实测值符合较好。

异型柱框架柱单元的非线性变形计算方法

本文提出了考虑混凝土“应力－应变”关系下降段和纵筋锚固滑移影响的钢筋混凝土异型（Ｌ、＋、Ｔ）柱非线性变形计算方法，用该方法计算的“Ｍ－φ”曲线与试验结果符合较好。

T形钢管混凝土柱与钢梁外伸端板连接节点抗震性能试验研究

本文对3个T形钢管混凝土柱与钢梁外伸端板连接节点进行了低周反复荷载作用下的试验研究及分析,研究外伸端板连接节点破坏形式及抗震性能。分析结果表明:该类节点的强度主要取决于高强螺栓的强度及外伸端板的强度和刚度,高强螺栓强度和外伸端板厚度的不同直接影响节点的性能;该类节点具有较好的耗能性能,强度较高。这些研究结果对外伸端板连接节点的研究和应用提供了一定的理论基础。

剖分T型钢轴心压杆试验研究

钢结构设计规范对热轧H型钢剖分T型钢轴心受压杆件腹板高厚比的限值做了修订。但其理论推导所做的假设偏于不安全,为了利于热轧H型钢剖分T型钢这种材料的推广利用,有必要做试验验证其修订的合理性。本次试验选取了3类T形截面,每类截面取5种不同的长细比,共15个轴心受压试件,并做了相应的材性试验。通过试验发现,修正后的T型钢腹板宽厚比限值对于大部分情况是安全适用的,但对于长细比较小的试件修订后的限值偏大。

L、T、十形柱受剪承载力研究

对L、T和十形柱抗剪承载力进行试验研究,在试验的基础上,对规范中T形柱抗剪承载力公式的安全性和可靠性进行验证,对L形和十形柱的抗剪承载力进行深入研究,给出了可供实际工程设计使用的偏下限抗剪承载力公式,与试验结果比较,证明安全可靠。