非对称加强与狗骨式削弱型钢框架节点抗震性能数值模拟

为有效防止梁柱节点处发生脆性破坏并提高节点抗震性能,提出一种非对称加强与狗骨式削弱型钢框架节点。以边柱节点为例,利用ABAQUS有限元软件对非对称加强与狗骨式削弱型节点、非对称加强型节点、狗骨式削弱型节点和普通型节点共4个节点模型进行抗震性能对比分析,研究了节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力和刚度退化等方面的区别。研究表明:非对称加强与狗骨式削弱型节点能够有效实现塑性铰外移,防止节点发生脆性破坏,同时不仅能够提高节点的耗能能力和延性,还可以保持较好的承载能力。

带狗骨式削弱梁段的装配式梁柱节点抗震性能研究

为了防止梁柱节点脆性破坏以及提高梁柱节点的震后快速修复能力,提出一种在地震作用下损伤可控之后可被快速修复的带狗骨式削弱梁段的装配式梁柱节点。为研究该节点的抗震性能与修复能力,对修复试件在内的4个节点试件进行了拟静力试验,通过观测与分析得到了节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、应变分布、位移延性系数等抗震性能指标并对其进行了对比研究。结果表明:与栓焊连接节点和传统骨式削弱节点相比,新型节点具有更高的承载能力、耗能能力与节点转动能力;新型节点在地震作用下能够有效地转移塑性铰,防止脆性破坏;通过更换骨式削弱耗能梁段实现震后节点功能快速被修复的方案是可行的,且修复后的节点承载力与抗震性能仍维持在较高水平。

狗骨式刚性连接节点的受力性能试验研究

采用拟静力试验方案 ,对 2个狗骨式刚性连接试件和 1个普通栓焊连接试件进行了试验研究。通过对试件施加低周水平反复荷载作用 ,分析了狗骨式刚性连接节点的破坏形式、受力性能等。结果表明 :狗骨式刚性连接具有较大的连接刚度和理想的耗能性能 ;梁翼缘处的焊缝强度是决定狗骨式刚性连接节点性能的主要因素 ,只有具有良好的焊缝质量才能发挥狗骨的作用。

型钢翼缘狗骨式削弱在型钢混凝土节点的作用

为了防止地震时型钢混凝土节点核心区发生剪切破坏以及梁柱连接焊缝发生脆性断裂,提出对型钢混凝土节点核心区附近梁端型钢的上、下翼缘采取狗骨式削弱,并系统研究翼缘削弱对提高型钢混凝土节点抗震性能的作用.研究表明,由于在梁端型钢翼缘采取狗骨式削弱,不仅能够将塑性铰控制在梁型钢削弱的位置,从而有效地降低了节点核心区所受的剪力以及梁柱连接焊缝的应力;而且能够改善节点塑性铰区的转动能力和抗剪性能,提高节点的延性和耗能能力.

狗骨式钢结构梁柱节点的冲击荷载试验研究和有限元分析

设计采用FEMA标准过焊孔构造的2个削弱型狗骨式全焊连接的钢结构梁柱节点试件,对试件施加落锤冲击荷载来模拟结构的动态倒塌效应,考察狗骨式节点削弱程度对钢框架梁柱节点抗冲击性能的影响。通过试验获得节点试件的破坏形态及其冲击荷载和位移时程曲线,分析试件冲击过程动态响应规律以及节点动态转角和耗能能力。试验结果表明:节点试件的主要破坏形态是钢梁塑性铰截面上翼缘屈服的面外变形和腹板扭曲变形;2个节点试件均具有良好的抗冲击转动能力,其最大转角均远远超过FEMA350标准抗震设计的转角限值(θ=0.077 rad)要求;削弱型狗骨式全焊连接节点相对普通全焊接节点的耗能能力和延性均明显提高。采用ABAQUS软件建立了狗骨式梁柱节点子结构的有限元分析模型,通过分析狗骨式梁柱节点在冲击作用下内力发展规律可知,狗骨式节点设计有助于构件向悬链线效应转换。

弱轴连接的梁柱狗骨式节点性能研究

在钢框架中梁柱弱轴连接同强轴连接一样普遍,其理论分析和设计更为困难,研究其节点的性能具有重要的理论意义和重大的工程应用价值。狗骨式节点是针对传统刚性节点延性不容易保证、容易发生脆性断裂的缺陷提出的一种新型节点。考虑几何、材料和接触3种非线性的ANYSYS有限元软件,对弱轴连接的梁柱狗骨式节点在单向和循环荷载作用下的受力特点及抗震性能进行研究。结果表明:通过对靠近节点处梁翼缘的适当削弱,可以使得在结构刚度和强度降低较小的情况下,节点的延性显著增加;使地震作用下塑性铰偏离脆弱的节点焊缝,出现在具有较大延性的梁端,以充分发挥钢材的塑性性能。

半刚性和狗骨式连接的钢框架试验研究

进行了比例尺为1∶2的两榀半刚性连接和一榀狗骨式刚性连接平面钢框架结构的拟静力试验,考察了半刚性连接平面钢框架结构在循环荷载作用下的弹塑性性能,了解了结构在丧失极限承载力后的破坏形态和塑性铰出现的顺序,得到了各个试件M-θr滞回曲线及骨架曲线,从而间接得到了各类连接的抗震性能。分析了各类连接的滞回性能。

狗骨式刚性连接钢框架有限元分析

对狗骨式刚性连接钢框架进行了有限元分析 ,得到了在低周往复荷载作用下狗骨式连接钢框架的应力发展状况、应力分布以及框架塑性铰出现的顺序。并简单介绍了狗骨式连接对框架性能的影响。分析表明 :狗骨式连接能增强钢框架的抗震性能 ,起到保险丝的作用。

近场加载制度下狗骨式钢框架子结构抗震性能的试验评估

为评估狗骨式钢框架子结构在近场加载制度下真实的抗震性能,改变钢梁翼缘和腹板的板件宽厚比设计了2榀单跨狗骨式钢框架子结构试件。通过对狗骨式钢框架子结构试件按Krawinkler提出的用于模拟近场带速度脉冲的加载制度进行拟静力试验,重点评估了狗骨式钢框架子结构的破坏形态、变形能力及累积耗能能力等性能。试验结果表明:试件钢梁端部焊缝未出现脆性断裂,狗骨式钢框架子结构均可通过近场加载的抗震性能检验。两个试件的钢梁翼缘削弱部位均在近场加载制度阶段出现延性塑性铰,并形成了理想的塑性屈服机构。具有较小板件宽厚比的试件Frame-1在延性系数、累积延性比、累积滞回耗能及等效能量耗散系数等方面均大于板件宽厚比较大的试件Frame-2。

狗骨式钢框架子结构节点的累积变形及耗能能力

目的研究在不同加载制度下狗骨式钢框架子结构中节点的累积塑性转角、累积延性比及累积耗能能力的计算方法,为钢框架结构基于性态的抗震设计理论提供参考.方法基于所完成的6榀狗骨式钢框架子结构的拟静力试验,给出了钢框架子结构中典型狗骨式节点的滞回曲线,归纳了所有狗骨式节点的破坏模式、累积塑性转角、累积延性比及累积耗能能力,重点考察加载制度、板件宽厚比对其性能的影响.结果钢梁板件宽厚比对钢框架子结构中狗骨式节点的显著屈服转角有一定影响,钢梁板件宽厚比越大,则狗骨式节点越易发生先屈曲后屈服现象.加载制度对钢框架子结构中狗骨式节点的累积塑性转角及累积耗能能力有显著影响,所施加的循环位移越小,其累积塑性转角及累积耗能能力越大.结论通过统计分析回归了狗骨式节点的累积塑性转角、累积延性比及累积塑性耗能能力的计算公式,对提出狗骨式钢框架结构基于性态的抗震设计方法具有指导意义.

考虑局部屈曲影响的狗骨式连接性能试验研究

国内外大量研究结果表明,能够实现梁端塑性铰外移的狗骨式连接具有良好的塑性变形能力。但由于其翼缘局部削弱使得梁的抗弯刚度退化,因此狗骨钢梁的局部屈曲和侧向失稳问题值得关注。采用拟静力试验方法,研究了狗骨钢梁局部屈曲对其节点性能产生的影响,并尝试通过在削弱部位设置加劲肋的方法约束削弱处的局部变形。研究结果表明:在梁翼缘削弱区通过合理设置加劲肋,可以延迟局部屈曲的出现,改善强度和刚度的退化问题,节点承载能力和塑性变形能力均可得到明显提高。

翼缘加强型狗骨式节点的性能分析及改进

基于对"强节点弱构件"概念的深化,改进现有梁柱延性节点形式,提出几何尺寸更为合理的翼缘加强型狗骨式节点。首先以扩翼式节点试验研究为基础,利用ANSYS软件对此扩翼式节点进行非线性有限元分析,并将有限元分析与试验结果相对比;在此基础上,对梁柱节点形式加以变化,做出翼缘加强型狗骨式、狗骨式以及普通型3种形式节点,参照上述分析方法对这3种形式的节点进行循环荷载下的有限元分析,并调整翼缘加强型狗骨式节点的几何尺寸,从而明确改进后翼缘加强型狗骨式节点的性能优势。

狗骨式刚性连接的滞回性能试验研究

通过对循环荷载作用下的狗骨式刚性连接节点的试验研究，分析了狗骨式刚性连接的滞回性能。试验结果表明：狗骨式刚性连接具有良好的延性和耗能能力，节点的转角都超过了0.03rad；焊缝强度和梁翼缘的削弱程度是影响节点滞回性能和极限承载力的决定因素。最后，根据试验结果提出了此类连接的设计和施工建议。

RC环梁式圆钢管约束SRC柱-狗骨式钢梁节点抗震性能研究

对RC环梁式圆钢管约束型钢混凝土柱-狗骨式削弱型钢梁节点在低周反复荷载作用下的抗震性能开展数值研究。在验证有限元模型正确性的基础上,研究了狗骨式梁端翼缘削弱参数、梁柱线刚度比和柱轴压比对该节点破坏模式、滞回性能、骨架曲线等的影响。结果表明:对钢梁梁端进行狗骨式削弱,可使节点塑性铰位置明显外移,起到保护RC环梁及节点区的作用,从而更好地满足“强节点弱构件”的抗震要求;梁端削弱参数对RC环梁的破坏程度和梁端塑性铰位置影响较大;在合理削弱参数范围内,狗骨式节点基本试件的最大荷载较未削弱型节点的最大荷载降低了5.95%,节点位移延性系数均大于4.4,表明狗骨式节点具有良好的抗震性能;随着梁柱线刚度比的增大,RC环梁破坏越严重;节点最大荷载和延性随柱轴压比的增大而降低,建议轴压比取值不大于0.7。

装配式梁翼缘侧板加强-狗骨式削弱节点滞回性能及变参研究

提出一种新型装配式梁翼缘侧板加强-狗骨式削弱节点,利用有限元软件ABAQUS对其进行静力和拟静力加载分析;在此基础上对该新型节点进行系列参数分析,设计了端板厚度t d、梯形侧板末端斜边在梁长度方向的尺寸lt、削弱区削弱深度c共3个变参数系列试件,探究各参数对节点滞回性能的影响,并给出设计参考建议。结果表明:在静力加载过程中,节点在梁端削弱区产生大量塑性变形,形成塑性铰破坏,该种破坏形式属延性破坏;在拟静力加载过程中,节点滞回曲线饱满,表现出良好的耗能能力;端板厚度t d对节点滞回性能影响较大,对塑性铰的形成位置起决定作用,建议端板厚度td的取值为tf≤td≤1.5tf(tf为柱翼缘厚度);梯形侧板末端倾斜角度lt对节点的承载能力和耗能性能有较大影响,建议倾斜角度的正切值取值为0.27≤tan(θ)≤0.59(θ为侧板末端角度);削弱区削弱深度c影响着节点的承载力和延性系数等多项指标,削弱深度的取值应该综合考虑承载力和耗能能力2种性能的影响,建议削弱深度的取值为0.18bf≤c≤0.25bf(b f为梁翼缘宽度)。

钢框架梁柱狗骨式节点疲劳性能试验研究

对钢框架梁柱狗骨式节点在疲劳荷载作用下进行等比例试验,研究了狗骨式节点的破坏形式、滞回性能、梁截面削弱处和根部的应力应变情况及疲劳性能,并对结果进行了对比分析。试验结果表明对梁截面进行合理的削弱可以达到塑性铰外移的目的,具有更好的抗震性能;梁根部翼缘处的焊缝强度及质量是决定狗骨式节点疲劳性能的关键因素,只有具有良好的焊接质量才能充分发挥狗骨式节点在疲劳荷载作用下的抗震性能。

方钢管混凝土柱-钢梁狗骨式节点有限元分析

通过对未设内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁一般狗骨式节点有限元分析,提出方钢管混凝土柱-钢梁翼缘加强型狗骨式节点,并采用有限元软件ANSYS对方钢管混凝土柱-钢梁狗骨式节点进行非线性有限元分析。分析在低周反复荷载作用下,方钢管混凝土柱-钢梁狗骨式节点的抗震性能。结果表明:翼缘加强型狗骨式节点具有良好的延性和耗能能力,翼缘的加强使节点初始刚度增加明显。

狗骨式节点和半刚性节点的受力性能综述

为了改善传统钢结构梁柱节点的抗震性能,人们做了大量节点试验,发现通过对梁柱节点进行狗骨式设计或半刚性设计可以有效的提高节点的受力和抗震性能。该文对狗骨式节点和半刚性节点两种新型节点的受力性能和抗震性能进行系统的分析,跟传统的刚性节点进行比较,得出两种节点各自的优点,分析了影响两种节点受力性能的因素。

网格划分对狗骨式刚性连接非线性有限元分析精度和效率的影响

以保证狗骨式刚性连接非线性分析精度、提高分析的效率为根本目的。利用ANSYS软件进行非线性有限元分析并与试验结果进行比较.在总结网格划分技术的基础上,结合(?)狗骨式延性节点试验建立不同尺寸网格划分、局部网格加密时的有限元模型进行计算分析,并与试验结果相比较,分析网格划分对狗骨式刚性连接中的ANSYS非线性有限元分析的精度和效率的影响.

狗骨式连接应用于方钢管混凝土结构的抗震性能研究

将狗骨式连接与方钢管混凝土柱—钢梁节点结合起来研究,对其进行非线性有限元分析,得到了在往复荷载作用下狗骨式节点的应力发展过程。对节点在未经过削弱处理和经过削弱处理两种情况下的抗震性能进行了全面的分析比较,对相关指标进行了讨论。分析表明,将狗骨式连接应用于钢管混凝土结构是合理的,能明显提高方钢管混凝土柱—钢梁节点的抗震性能,对节点能起到保险丝的作用。