带翼缘狗骨削弱钢质铰的新型装配式节点设计方法研究

提出一种带翼缘狗骨削弱钢质铰的新型装配式节点,节点由预制梁、预制柱、翼缘狗骨削弱钢质铰和钢管约束核心区等构件组成,可实现装配式钢筋混凝土节点的塑性铰外移和损伤可控。提出两种类型翼缘狗骨削弱钢质铰,分别为T字型翼缘狗骨削弱钢质铰、工字型翼缘狗骨削弱钢质铰。通过研究翼缘狗骨削弱钢质铰力学参数,带翼缘狗骨削弱钢质铰的新型装配式节点的设计,销轴连接件连接设计,螺栓验算和焊缝验算等,提出了带翼缘狗骨削弱钢质铰的新型装配式节点设计方法,可为该类型装配式节点的研究提供理论参考。

新型装配式RC柱连接钢节点抗震性能分析

节点连接是影响装配式混凝土结构抗震性能的关键要素,亦是抗震设计的核心问题。文章针对所提出的一种适用于变截面钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)柱的钢节点连接形式,通过有限元模拟,与现浇柱对比分析,评估了该节点连接形式的抗震性能,并研究新型装配式变截面RC柱在不同轴压比下的破坏形态、变形性能及耗能能力。结果表明:新型装配式RC柱和现浇柱在不同轴压比下的破坏形态相似;装配式RC柱的柱底混凝土发生压溃时,钢节点区域尚未有明显塑性变形,因此满足强节点的设计要求;装配式RC柱位移延性系数均>3,满足抗震规范要求;相同轴压比下,装配式RC柱承载和耗能能力略低于现浇柱,但变形能力优于现浇柱。

装配式结构及新型节点介绍

装配式结构凭借其建造工期短、产品质量高、能源消耗低、环境污染小等优势,在建筑行业快速发展的今天,占据着越来越重要的地位。工业化装配式钢结构住宅产业化是发展我国全寿命绿色建筑、促进住宅产业化转型升级、化解当前钢铁产能过剩的重大战略需求。在装配式结构中,节点的设计尤为重要,直接影响整体结构的性能。本文介绍了国内外装配式结构的现状,以及节点的设计方法和设计实例。

一种新型梁柱装配式刚性节点滞回性能研究

新型梁柱装配式节点通过在悬臂梁与框架梁的上、下翼缘交互处布置拼接板,并预先在钢结构加工厂里通过焊缝完成两侧拼接板与梁的连接,在现场通过螺栓进行固定的一种节点形式。利用有限元软件ABAQUS,考虑材料、几何和接触状态3种非线性对该新型节点进行低周循环加载模拟。设计了4组16个试件,研究螺栓数目、盖板宽度及厚度、悬臂梁段长度等参数对节点滞回性能的影响。研究结果表明,由等强设计法设计的基本试件延性和耗能能力较好,螺栓数量、盖板宽度及厚度、悬臂梁段长度对节点的承载力和延性均有一定影响;根据有限元分析结果,对该新型节点的设计给出了建议：使盖板的横截面积大于梁翼缘横截面积,其比值宜控制在1.05-1.30之间,悬臂梁段长度宜取1.7-2.0倍梁高。

基于OpenSEES的新型装配式SPC框架节点的抗震性能研究

提出了一种由型钢连接的预制混凝土柱和梁的装配式框架节点(SPC),由于采用相对成熟的螺栓和焊接连接技术保证了节点的可靠性和安全性,并可实现工厂的精准制造和现场安装的简便。这种节点外露型钢较少,因此较易进行防护,具有较低的维护成本和较好的抗火性能。在验证现浇钢筋混凝土梁柱节点和预制混凝土柱连接钢梁节点OpenSEES数值模型的基础上,建立了SPC的数值模型。通过对比分析相同条件下的现浇钢筋混凝土梁柱节点和SPC节点,表明了SPC节点不仅滞回曲线饱满具有良好的抗震性能,而且刚度和承载力均得到了提高,是一种相对理想的装配式混凝土节点形式。

高温下装配式新型球柱节点受弯性能研究

节点高温性能与空间结构防火安全问题息息相关。基于非线性有限元软件ABAQUS建立了可靠的数值模型,进而探究装配式新型球柱节点在高温下的受弯承载性能。研究中考虑了温度、部件几何尺寸和荷载类型的影响,并通过破坏模式和机理分析,建立了受力分析模型,推导出高温下装配式新型球柱节点的受弯承载力公式。研究结果表明:(1)随着温度升高,装配式新型球柱节点的受弯承载力出现不同幅度的降低,且正、负弯矩作用下节点破坏模式和承载力计算方法呈现出明显差异;(2)装配式新型球柱节点计算公式能够有效评估节点的高温承载力,满足工程需要。

新型装配式方钢管混凝土柱-H型梁空间节点滞回性能分析

提出了一种新型装配式方钢管混凝土柱-H型梁空间连接节点,设计了2个系列的节点试件,利用有限元软件ABAQUS对低周反复荷载作用下的试件进行模拟分析并与试验结果对比,结果表明有限元分析得到的节点破坏形态、滞回曲线与试验结果吻合较好。在此基础上,选取新型中层空间连接节点来研究此类新型空间节点的滞回性能,研究结果表明:平面节点与空间节点的破坏模式一致,均为梁端塑性铰破坏;角柱节点的滞回性能弱于平面节点,边柱与中柱节点的滞回性能与平面节点相似。

一种新型装配式钢结构节点的力学性能研究

Con XL节点是一种施工快速、标准化制造、绿色环保的新型装配式节点。根据国内《钢结构设计规范》(GB 50017—2003),对节点的螺栓间距和位置进行重新布置,利用ABAQUS进行非线性有限元分析,考察改进后装配式节点在低周反复荷载作用下的力学性能及柱壁厚度、翼缘套板厚度、翼缘连接板厚度和梁端圆弧削弱深度这4个参数对该新型梁柱装配式节点受力性能的影响。研究结果表明,新型装配式节点具备良好的抗震性能和耗能能力。根据有限元分析结果对该新型节点的设计给出建议:柱壁厚度的增加能较明显改善节点受力状况,方钢管柱截面高厚比取22~25较为合适;翼缘套板厚度与钢梁翼缘厚度比值不应大于3.4;梁端圆弧削弱深度与钢梁翼缘宽度比值应控制在0.20~0.22之间。