钢框架梁盖板加强型节点断裂特征研究

依据金属疲劳和延性开裂理论,采用ANSYS有限元软件,对盖板加强型节点梁柱翼缘对接焊缝在低周往复荷载作用下的裂纹发展过程进行了模拟和预测,并设置普通节点模型作对比。结果表明,普通节点裂纹迅速发展且穿透梁翼缘,盖板加强型节点裂纹尺寸较小,发展缓慢,从而定量得出该新型节点可有效地实现塑性铰外移,并降低焊缝处发生宏观开裂现象的结论,同时对裂纹发展缓慢的原因进行了分析。

盖板加强型节点局部试件断裂性能试验研究

为研究钢框架盖板加强型节点焊缝处发生断裂的可能性,设计制作了11个盖板加强型节点局部试件进行单调拉伸试验,研究了加载速率、加强板厚度、焊缝缺陷对局部试件断裂性能的影响。试验结果表明:试件破坏形态主要分为梁翼缘板颈缩断裂和加强板端部角焊缝断裂两类;提高加载速率会导致试件塑性变形能力降低;加强板厚度变化对局部试件影响较小;对接焊缝缺陷对试件的承载能力及焊缝的断裂性能影响不明显;试件对加强板端部角焊缝缺陷较敏感,缺陷处易发生断裂。

梁端上腋板下盖板加强型节点抗震性能试验研究

随着对震中钢结构梁柱节点破坏研究的逐步深入,国内外学者提出了多种节点的加强构造,提升了节点的抗震性能.但这些加强型节点在工程实践中存在仰焊、降低室内净空等诸多实际问题.因此,承接先前的科研成果,对一种新型加强型节点——梁端上腋板下盖板加强型节点进行了试验研究.通过对比其与普通栓焊节点、双侧盖板加强型节点及双侧加腋加强型节点在滞回曲线、骨架曲线、延性系数、等效黏滞阻尼系数等方面的差异,评估了新型节点的抗震性能.结果表明,梁端上腋板下盖板加强型节点具有较好的抗震性能,可用于工程实践.

盖板加强型节点断裂性能试验及有限元研究

为研究盖板加强型节点断裂的特性,通过对3个钢框架盖板加强型节点局部试件的单向拉伸试验及数值模拟,研究加强板厚度、材料强度对试件断裂性能的影响。试验结果及有限元分析表明:试件破坏形态分为加强板端部角焊缝断裂和梁翼缘板断裂两类;当加强板厚度较大时,局部构件塑性变形较大且焊缝开裂风险较大,当厚度达到一定数值后,其变化对试件整体承载能力和焊缝断裂性能影响较小;提高材料强度可增大试件承载能力同时降低其塑性变形能力,但对焊缝处断裂性能影响不明显;加强板端部角焊缝处断裂风险高于对接焊缝。

盖板加强型节点钢框架子结构抗震性能试验研究

为研究盖板加强型节点钢框架结构的抗震性能,通过3榀1∶3缩尺盖板加强型节点钢框架子结构的低周往复加载试验,分析了此类子结构的滞回性能、刚度、延性、等效黏滞阻尼比,以及此类钢框架子结构侧向倒塌时的层间位移角、层间累积延性及累积耗能系数。研究表明:薄壁钢梁钢框架子结构试件的钢梁端部先屈曲后屈服,对应的层间最大位移角均值为3.5%,层间累积塑性位移角为45.5%,层间累积位移角延性比为43.3,层间累积塑性耗能系数为33.05;厚壁钢梁钢框架子结构试件在钢梁端部进入塑性后,其梁柱连接区域的焊缝断裂,对应的层间最大位移角均值为6.2%,层间累积塑性位移角为85.6%,层间累积位移角延性比为61.2,层间累积塑性耗能系数为72.66;厚壁钢梁钢框架子结构试件的钢梁端部形成理想塑性铰,对应的层间最大位移角可达7.2%,层间累积位移角为162.9%,层间累积位移角延性比为139.3,层间累积塑性耗能系数为117.58。

盖板加强型狗骨式节点力学性能的探讨

研究的节点类型在对钢节点梁翼缘削弱的同时,又利用盖板加强梁端,使节点在实现塑性铰外移的同时仍能保持较强的承载力与滞回性能。利用有限元分析软件ABAQUS,对该种新型节点--盖板加强型狗骨式节点的力学性能进行了分析,并将其与盖板加强型、狗骨式以及普通节点进行了对比。研究结果表明:盖板加强型狗骨式节点的极限承载力低于盖板加强型节点,但高于普通节点以及狗骨式节点;盖板加强型狗骨式节点的节点域的应力以及剪切变形均较小,可以有效避免节点域焊缝的脆性破坏;盖板加强型狗骨式节点的延性系数仅次于狗骨式节点,等效粘滞系数与狗骨式节点相仿,且都明显高于普通节点和盖板加强型节点,表现出良好的延性与耗能性能。

肋板-盖板非对称加强型节点抗震性能试验研究

由于传统盖板加强型节点和肋板加强型节点存在仰焊、降低净空等诸多问题,提出一种肋板-盖板非对称加强型节点,并通过低周反复静力试验得到了该新型节点的破坏形态和滞回曲线.经过数据分析并与传统对称加强型节点进行对比,结果表明:肋板-盖板非对称加强型节点的延性系数为4.72,等效黏滞阻尼系数为0.361,具有较强的耗能能力,可应用于工程实践.

延性节点简化理论在钢框架的力学应用

采用延性节点的钢框架具有良好的耗能能力,已经在工程中获得更多的应用。但由于延性节点构造复杂,框架实体结构的仿真模拟往往需要耗费大量的时间和精力。为提高数值计算效率,本文将现有普通节点简化理论进行改进优化,提出适用于延性节点的简化理论模型,并分别对3层1跨的实际及采用延性节点简化理论模型的钢框架进行静力加载对比分析,结果表明:采用简化理论模型与实际的钢框架静力加载分析结果吻合良好,说明延性节点简化理论模型用于钢框架简化计算是可行的,误差满足工程安全度需求,并且将极大简化钢框架结构的数值计算过程,成倍提高计算效率。

盖板加强型狗骨式节点的性能分析

基于对"强节点弱构件"这一概念的深化,对现有梁柱延性节点形式实行改进,即局部加大梁端焊缝截面,而且在离梁端一定距离处又适当削弱梁翼缘尺寸(以下称盖板加强型狗骨式节点),使梁端塑性铰外移的同时,梁柱节点既有较强的承载能力,又具备较好延性。利用ANSYS软件对盖板加强型狗骨式节点、狗骨式节点、盖板加强式节点以及普通型四种形式节点进行循环荷载下的非线性有限元分析,分析结果表明:盖板加强型狗骨式节点由于将塑性铰外移,增强了结构的耗能能力及延性性能,而又使节点的承载能力和初始刚度明显高于狗骨式节点,相对于盖板加强式节点,梁端翼缘截面尽管加强,但由于在离梁端一定距离处又适当削弱梁翼缘尺寸,不需要加大柱截面,从而达到节约钢材的目的。