栓焊混合连接钢板剪力墙试验研究

本文描述了内填钢板与边框采用高强螺栓和焊接混合连接钢板剪力墙试件的试验过程。一个试件的内填钢板仅在上下侧与边框焊接连接,另一个四周采用栓焊混合连接,二者内填板中部均采用高强螺栓拼接。给出了试件的刚度、强度、延性和耗能指标。试验结果表明四周连接试件具有良好的耗能能力,内填钢板能有效发挥其抗侧能力,而上下侧连接试件的性能稍强于纯框架。与同尺度的全焊接试件相比,栓焊混合连接试件的初始刚度较低,极限承载力相近,变形能力和耗能能力增强。这是螺栓连接处存在相对滑移和局部变形的结果。工程应用时宜根据结构性能需求采用不同的连接方式。

无焊缝全螺栓连接双钢板混凝土组合剪力墙平面外抗冲击性能有限元分析

为研究无焊缝全螺栓连接双钢板混凝土组合剪力墙在平面外冲击荷载作用下的力学性能,基于ABAQUS软件建立有限元模型并利用已有试验验证该模型的有效性,在此基础上分析了冲击质量、冲击能量、轴压比、截面形式等参数对该组合剪力墙抗冲击能力的影响,获得其破坏模式。结果表明:冲击能量相同时,墙体耗散的能量随着冲击质量的增加而增加;冲击质量相同时,冲击能量的变化能够影响墙体各部件的吸能比;较小的轴压比对墙体抗冲击性能有利,设计时可不考虑轴压比参数,结果偏于安全;墙体端部槽钢开口向内较开口向外其抗冲击性能略有提升;含对拉螺栓的墙体抗冲击性能优于含交错栓钉的墙体。结合有限元分析结果,基于冲击作用下梁的塑性位移计算方法,推导出该组合剪力墙在面外冲击荷载作用下的塑性位移计算公式,计算结果与有限元分析结果吻合较好。

带栓钉钢板与外包混凝土剪力墙共同工作性能研究

为研究带栓钉抗剪键钢板在混凝土剪力墙中的锚固性能,进行了18个配置列阵栓钉抗剪键的内藏钢板混凝土墙板试件在单调连续加载下的推出钢板试验研究.试件设计中考虑了栓钉的直径、长度和数量,混凝土墙体厚度,钢板厚度,墙体分布钢筋配筋率等参数.在试验基础上,分析了钢板与外包混凝土之间的抗剪切极限荷载和滑移、钢板及栓钉应变、试件破坏形态等,研究了此类墙板的受力特点与破坏模式以及栓钉配置方式对墙板协调工作性能的影响.试验研究表明:在栓钉抗剪键面积一定的情况下,采用较小直径栓钉并加密栓钉的列阵布置可明显提高墙体的抗剪切承载力,在一定条件下钢板厚度的变化对承载力影响较小,内藏钢板剪力墙墙板应满足一定的厚度要求,栓钉的栓杆长径比λ应大于等于4.提出了适于内藏钢板混凝土剪力墙体设置列阵栓钉抗剪键的抗剪切承载力简化计算方法.

钢框架梁柱栓-焊混合连接极限弯矩的计算

在工程设计中,当钢框架中梁柱连接采用栓焊混合连接时,往往被认为是全刚性连接,但随着研究的深入,有成果表明此种连接的承载性能会随着其连接构造尺寸的改变而发生一定的变化.以前人的研究成果为基础,对钢框架中梁柱栓焊混合连接的极限弯矩提出了计算方法;同时,采用四参数方程来描述此种连接的M-θ关系曲线.

钢框架梁柱栓焊混合连接计算方法的探讨

翼缘焊接腹板栓接的梁柱栓焊混合刚性节点是钢框架梁柱现场连接的主要形式之一,该节点需满足“强节点”的设计原则。传统的栓焊混合节点计算仅考虑翼缘抗弯和腹板抗剪,《高层民用建筑钢结构设计规范》(JGJ 99—2015)借鉴日本规范,给出了钢梁腹板承担梁端弯矩的计算方法。基于常用的热轧型钢截面,对比了考虑翼缘与腹板均参与抗弯的栓焊节点新算法与仅考虑翼缘抗弯的传统算法之间的差别。结果表明:腹板对梁柱节点的极限抗弯承载力提高有限,腹板抗弯承载力占梁柱连接的极限抗弯承载力的比值为8%~14%;对常用HN型钢,即便考虑腹板抗弯,仍然无法满足《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—2015)公式(8.2.1-1)Mj u≥αMp,还需要采用加强型连接或狗骨式节点。由于腹板螺栓的抗弯中心距明显小于翼缘的抗弯中心距,用腹板螺栓抗弯不太经济。腹板配置受弯螺栓数量远超抗剪所需螺栓,并造成连接板尺寸过大,相比单纯加强翼缘反而更浪费材料。梁柱节点需进行小震弹性和极限承载力的两阶段设计,实际工程案例表明,跨高比较大的钢梁腹板螺栓一般由弹性设计控制,跨高比较小时由极限承载力控制。

110kV变电站栓焊混合连接和螺栓连接钢结构碳排放研究

钢结构连接方式的低碳比选已成为变电站方案选择的重要环节。文章以歌风和秦仙110 kV变电站工程为例,通过计算钢材用量、假定运输距离、确定施工机械台班消耗、查找相关碳排放因子,得到栓焊混合和螺栓两种连接方式的钢结构在建材生产、建材运输、建造阶段的碳排放值。将两种方案的碳排放值进行比较,结果表明,钢结构碳排放主要来自建材生产阶段,螺栓连接钢结构在施工阶段碳排放值比栓焊混合连接钢结构少,在建材生产与运输阶段碳排放值却远远高于栓焊混合连接钢结构。

新型钢梁栓焊混合连接节点抗震性能分析

以实现"现场快速装配,同时改善节点性能"为原则,提出一种带悬臂梁段拼接的"新型钢梁栓焊混合连接节点"。首先对新型节点基准试件进行了单调和循环加载下的有限元模拟,结果表明新型节点通过下翼缘拼接滑移,有较高的延性和塑性变形能力,同时拼接滑移耗能减缓了地震能量向梁根部焊缝输入,提高节点抗震性能。对比无拼接节点,最大塑性转角提高24.6%,而承载力明显降低。此外,还研究了拼接位置和预拉力值大小对新型节点抗震性能的影响。

钢框架柱栓焊混合拼接节点初始刚度计算及有限元分析

以钢框架结构中常见的柱栓焊混合拼接节点为研究对象。首先研究了拼接节点的变形特征和破坏模式,基于分析结果提出节点初始刚度的计算方法。其次,建立还原工程实际的节点有限元数值模型并对其进行验证;同时,分析了截面尺寸及轴压比对节点初始刚度及变形特征的影响,并根据欧洲EC3规范和美国AISC规范关于连接节点初始刚度的定义及分类,判定钢框架柱栓焊混合拼接节点并非传统意义上的刚性节点。此外,基于腹板厚度对节点初始刚度有着显著影响这一结论,拟合了所采用的节点拼接形式对应的初始刚度简化计算公式,该方法可推广应用于其他拼接尺寸及螺栓布置形式下钢框架柱栓焊混合拼接节点初始刚度的计算。

钢管混凝土柱-型钢梁刚性节点栓焊连接技术

在装配式钢结构中,钢管混凝土柱与钢梁-免支模钢筋混凝土组合楼盖结构体系,承载力较强,塑性和韧性好,抗震性佳,施工方便等优点,在单层和多层工业厂房、高层写字楼、住宅等钢结构建筑中得到广泛的应用。柱-梁刚性节点栓焊混合连接施工技术是该体系的施工质量控制主要环节,是整个建筑安全性的关键。为方便施工人员了解该体系节点的栓焊混合连接施工技术,管控建筑工程质量,本文从施工技术特点、工艺流程、方法、质量控制、注意事项等方面进行了阐述,以利于装配式钢结构及该体系得到更好的推广应用。

方钢管混凝土柱-H钢梁上环下贯栓焊混合节点抗震性能数值模拟

为了解决钢结构中钢梁下翼缘焊缝根部易发生脆性断裂的问题,提出一种兼有外环板和贯通隔板的新型栓焊混合装配方钢管混凝土柱-H钢梁连接节点。采用有限元ABAQUS对其进行数值模拟,研究该节点的传力机理、屈服机制、破坏模态和耗能性能。通过有限元参数分析,深入研究轴压比、宽厚比以及外环板厚度对节点抗震性能的影响。结果表明:节点呈现典型弯曲破坏模式,塑性铰发生在梁上翼缘与外环板连接处,节点屈服始于翼缘塑性铰区,经由翼缘扩展至腹板,继而钢管混凝土柱屈曲,最终上翼缘焊缝断裂破坏,且节点表现出良好的转动性能;增大钢管宽厚比和外环板厚度均可提高节点承载力,建议钢管宽厚比取值为35~45,钢梁翼缘与外环板厚度及钢材强度一致。

中美日规范关于双钢板组合剪力墙规定的对比分析

介绍双钢板组合剪力墙的研究现状,从构造要求、设计要求方面对中国规范JGJ/T380-2015《钢板剪力墙技术规程》,美国规范ANSI/AISC-N690-18与日本规范JEAG 4618-2005进行对比分析。通过比较得到3本规范关于组合墙厚度与钢板厚度比值、钢板厚度、距厚比、栓钉直径的规定均不一致,对栓钉长度有一样的规定。关于抗弯刚度和面内受剪有不一样的规定,钢板剪力墙技术规程关于面内抗剪更加保守,仅考虑了钢板的贡献,美国规范和日本规范不仅考虑了钢板的贡献,还把开裂混凝土的贡献考虑进来,更为精确。

设置混合连接件的双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究

为研究设置混合连接件的双钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能,对4片设计轴压比为0.5的剪力墙进行了拟静力试验,研究其破坏过程、承载力、延性、刚度和耗能能力,并分析不同连接件(栓钉、T形加劲肋、缀板)提高组合剪力墙抗震性能的作用。采用ABAQUS有限元软件建立设置混合连接件的双钢板混凝土组合剪力墙模型,在经试验验证的基础上开展了连接件布置形式分析。研究结果表明:剪力墙破坏模式均为压弯破坏,布置于组合剪力墙两端的缀板有效抑制了早期腹侧钢板的局部屈曲,同时缀板和T形加劲肋相互作用可以扩大塑性铰区域,更利于抗震;双钢板混凝土组合剪力墙两端缀板和T形加劲肋不进行通长设置时,对墙体承载力影响较小,但可提高其延性;采用栓钉、T形加劲肋、缀板三种连接件布置形式的组合剪力墙较全栓钉组合剪力墙的位移延性系数增加22.73%,且耗能能力好;通过对比发现两端设置T形加劲肋、其他部位设置缀板、中间连接件为栓钉的组合墙体性能最优。

钢板混凝土剪力墙抗剪栓钉设计方法研究

钢板混凝土剪力墙广泛用于超高层混合结构,钢板与混凝土之间的组合作用,使其有着高的承载力、良好的刚度和延性,钢板与混凝土之间抗剪连接件设计是实现这种组合作用的关键保障,目前设计标准中尚未有针对这种平面构件连接件的定量计算方法。在总结相关标准及文献的基础上,根据钢板混凝土剪力墙的受力特点,提出了钢板与混凝土的正截面和斜截面的界面剪力的计算方法,进而得到总界面剪力,据此来计算连接件(栓钉)的需求量,在界面上分区布置;探讨了栓钉布置方式和钢板局部稳定性对栓钉间距的影响,发现梅花形布置能适当增加栓钉间距,给出了不同布置方式并考虑钢板局部稳定时栓钉间距与钢板厚度比的最大值。最后,以一实际混合结构工程为例,探讨了上述方法的适用性,可供设计参考。

钢框架刚性连接的抗震性能分析

通常认为钢框架具有良好的抗震性能,但在最近的几次大地震中许多高层钢结构房屋的梁柱刚性连接节点受到严重破坏。这说明传统的刚性连接框架在某些方面存在不足之处。文章对刚性连接框架的形式以及抗震性能进行了深入的分析和总结,并在设计、构造、及施工三方面对提高刚性连接框架的抗震性能提出一些意见和建议。

关于钢框架中梁柱刚接与铰接节点设计的几点小结

不同的节点连接对整个结构及构件选型的影响。

青岛国际贸易中心混合结构节点构造设计

主要了介绍青岛国际贸易中心工程中的梁柱、梁梁和柱拼接等节点构造,以及保证强节点所采取的加强构造措施,可供类似工程设计参考。