腹板摩擦式钢框架节点震后可更换性能的试验研究

主要针对梁腹板带有摩擦耗能螺栓的自复位钢框架节点结构进行抗震性能和可更换性能的试验研究,探讨该类节点在往复荷载作用下的滞回性能以及节点域的变形特征。在参数选型的基础上,对5组钢框架节点试件进行了低周反复荷载作用下的拟静力试验,其中:4组试件具有自复位能力,分析了各试件的承载力、刚度、耗能性能和滞回特性等性能。综合研究结果表明:所提出的拼接节点能够利用摩擦螺栓的滑移提高节点的耗能能力,有效减少梁和柱主体构件的损伤,同时预应力筋提供了结构的自复位能力。试验结果表明:在地震作用之后,通过更换腹板及摩擦螺栓可以使结构的承载能力和耗能性能与震前基本一致,从而实现结构功能的快速恢复。

腹板带摩擦型螺栓拼接的梁柱节点抗震性能研究

提出一种带摩擦耗能螺栓的梁柱节点,通过开展试验研究与有限元分析,探讨该类节点在往复荷载作用下的滞回性能以及节点域的变形特征。详细介绍了该类节点的有限元建模过程和参数设置,通过对比试验与有限元分析结果,发现数值分析较好地模拟了节点的整个受力和变形过程,验证了有限元分析的可靠性。综合研究结果表明:所提出的梁柱节点能够利用摩擦型螺栓的滑移提高节点的耗能能力,有效减少梁、柱主体构件的损伤,同时预应力筋提供了结构的自复位能力,可以通过更换摩擦型螺栓实现结构功能的快速恢复。

损伤可控型钢框架边节点的试验研究

该文提出一种损伤可控型钢框架节点(DCSF节点)。在梁端腹板上设置连接钢板,通过高强摩擦螺栓将梁、柱拼接在一起,并在梁内布置预应力筋来提供节点的复位能力。在小震作用下,通过高强螺栓来提供节点的初始刚度和抗弯承载力;在中震作用下,通过螺栓杆在螺栓孔壁内的滑移来改善节点的耗能,以此避免梁、柱主体构件受到损伤。共设计完成了4个足尺试件的低周往复加载试验,分别考虑了连接钢板的不同接触表面、预应力筋的初张拉值以及高强螺栓预紧力对该类节点的初始刚度、损伤特征、滞回性能和自复位能力的影响。研究结果表明:高强螺栓在螺栓孔内的滑移为节点提供了良好的耗能能力;预应力筋能够减少结构的残余变形,提供节点的自复位能力;当层间位移角达2.4%时,主体构件未发现明显损伤,螺栓杆与孔壁发生挤压破坏,更换连接钢板后,节点的承载力和耗能能力基本不变,DCSF节点具有良好的抗震性能;节点的连接无需现场施焊,施工方便、快捷,可在地震区推广应用。

基于损伤可控的梁柱节点受力性能的试验研究

提出一种基于损伤可控的梁柱节点(Web-Connected and Prestressed节点,简称WCP节点)。通过在梁端腹板设置连接钢板、摩擦耗能螺栓以及预应力筋,将梁柱连接在一起。为了研究该类节点的滞回性能、自复位能力和损伤特征,设计、制作并完成了4个足尺节点试件的低周往复试验,分别考虑了预应力筋的初始张拉力、高强度螺栓的预紧力以及拼接板的表面处理方式对节点性能的影响。试验结果表明:该类节点的破坏主要集中在拼接部分;节点通过螺栓的滑移变形提供了较好的耗能能力;预应力筋能够增强节点的刚度,降低节点的残余变形,提供一定的自复位能力,且预应力筋的初张拉力越大,节点的复位性能越明显;高强度螺栓预紧力越大,节点的承载力越大,耗能性能越好;采用普通表面处理的试件比采用喷砂处理的试件承载力大,耗能性能好。