复式钢管混凝土柱-钢梁半穿心节点拉拔性能试验研究

对3种复式钢管混凝土柱-钢梁半穿心节点试件(腹板半穿心节点试件AJ1、腹板-翼缘半穿心试件AJ2和腹板-横隔板半穿心节点试件AJ3)进行了拉拔试验,探讨了节点的破坏形态和拉拔性能。结果表明试件AJ2、AJ3的承载力比试件AJ1分别提高了14.2%和13%,表明内外钢管间设置横向水平半穿心构件有利于改善节点抗拉传力机制并可明显提高其抗拉承载力。为进一步研究半穿心构件对节点拉拔性能的影响,进行了纯钢梁翼缘节点试件AJ1-R、AJ2-R、AJ3-R的拉拔试验。结果表明,3种半穿心节点试件AJ1、AJ2、AJ3的极限荷载较纯翼缘节点试件AJ1-R、AJ2-R、AJ3-R分别提高了60.1%、22.7%、73.8%,初始刚度提高约2倍;半穿心腹板为主要传力构件,保证了节点具有较强的承载能力和抗拉刚度;半穿心翼缘能直接传递梁柱之间拉力,而半穿心横隔板有利于发挥斜向腋板传递拉力的作用,达到与半穿心翼缘相当的承载能力,且能较好地保证核心区混凝土的密实性和节点变形性能。

钢梁-钢管混凝土柱穿心节点力学性能研究

对规范中推荐的钢梁-钢管混凝土柱穿心节点进行了力学性能研究,包括进行4个比例为1∶3的节点模型静力试验,量测节点区变形、梁端挠度、M-θ曲线等;用ANSYS建模进行有限元分析,利用试验结果对模型的适用性进行了评价;并采用有限元模型分析截面尺寸、梁柱线刚度比、轴压比等因素对节点刚度的影响;最后对该节点的适用性进行了探讨,并对其构造提出改进意见。

新型钢管混凝土不穿心节点静载试验研究

基于钢管混凝土柱与钢筋混凝土密肋扁梁连接的新型不穿心节点型式,进行了典型节点的静载试验。介绍了试验方案、试件制作、加荷方式、试件的裂缝发展情况及破坏形态等。试验结果表明,新型节点整体上设计合理,传力明确,易于施工;在高层建筑中新型节点可极大降低节点区空间,具有良好的安全和经济性。

钢管混凝土框架穿心节点连续倒塌数值模拟

为了研究穿心节点形式对钢管混凝土柱—钢梁连续倒塌的影响及不同参数下的力学性能,利用ANSYS有限元软件,采用非线性静力方法对2层2跨的穿心节点平面钢管混凝土框架进行抗连续倒塌性能研究,主要研究在中柱失效后框架的剩余结构在内力重分布过程中的受力特性、传力机制,并着重分析不同的节点连接形式对平面框架抗连续倒塌性能的作用,探讨了钢梁截面高度等重要参数对关键柱破坏后框架抗连续倒塌性能的影响。结果表明,穿心节点平面框架的抗拉性能优于不穿心节点平面框架的,在结构体系中能更充分发挥"悬索作用"阶段结构体系的性能;增大框架钢梁截面高度能显著提高结构在过渡阶段和悬索阶段的性能。

钢管混凝土柱不同构造单梁穿心节点的有限元分析

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是发展组合结构体系的关键技术。利用有限元分析软件AN-SYS,对采用不同构造的典型钢管混凝土柱与现浇钢筋混凝土梁的单梁穿心节点进行了空间非线性有限元分析。分析了垂直对称荷载作用下,采用不同构造的穿心节点内的应力分布情况和内力传递机理,根据分析结果提出了该类型节点的构造设计建议。

复式钢管混凝土钢梁半穿心节点抗震性能研究

设计了复式钢管混凝土钢梁半穿心加肋加腋型节点,制作了4个梁柱试件组合体进行低周往复加载试验,并采用ABAQUS有限元软件建立了节点数值分析模型。半穿心节点刚度较大,破坏模式主要为梁端塑性铰破坏,节点试件的滞回曲线呈明显的纺锤形,耗能性能较好,有限元分析结果与试验结果吻合较好。利用有限元模型研究了节点构造、几何参数和材料参数对半穿心节点的破坏模式和承载力的影响。参数分析表明:梁柱线刚度比及轴压比对节点初始刚度影响显著;轴压比和钢梁强度对节点极限承载力影响较大;而节点的变形能力受轴压比影响较大;钢梁强度和轴压比的提高可导致柱端发生压弯破坏。通过试验和有限元模拟可知,半穿心节点能够满足刚性节点初始刚度、承载力及延性等方面的要求且抗震性能较好。

钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁不穿心节点抗震性能试验研究

为了掌握钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁不穿心节点的抗震性能,进行了8个试件在恒定轴力和水平反复荷载作用下的试验研究。主要考察了不穿心节点梁的纵向钢筋与钢管柱环板所采用的焊接和搭接两种连接方式、牛腿长度等参数对抗震性能的影响。试验结果表明:钢筋焊接与搭接两种连接方式的节点滞回曲线均较为饱满,延性系数均能满足抗震设计要求,但焊接节点比搭接节点具有更高的承载力,且刚度退化不明显。搭接节点由于混凝土较早开裂和损伤,其"小震不坏,中震可修"的抗震性能较难满足,尚需进一步深入研究。焊接节点整体抗震性能优于搭接节点。牛腿长度对节点延性和承载力影响很小。根据试验结果提出了设计建议。

方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点性能研究

提出一种新型穿心高强螺栓-端板方钢管混凝土柱-钢梁节点,并对3个节点试件进行柱端加载的伪静力试验研究。利用三维实体单元,建立同时考虑几何、材料及接触等三重非线性的有限元模型,采用有限元程序ANSYS对节点进行单调荷载和循环荷载作用下的有限元分析。试验及有限元计算结果表明,节点具有很好的强度、刚度、延性和耗能能力。

新型钢管混凝土柱环板节点的非线性有限元分析研究

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是钢管混凝土柱结构推广应用的关键技术所在。提出一种新型钢管混凝土柱环板节点,并利用有限元分析软件ANSYS,对该新型钢管混凝土柱环板节点进行空间非线性有限元分析,分析垂直对称荷载作用下该新型构造节点内的应力分布情况和内力传递机理,并与穿心节点和不穿心的环梁节点进行比较分析。分析结果表明,该新型钢管混凝土柱环板节点能有效地传递梁端内力,且构造简单,施工方便,可为钢管混凝土柱节点的设计提供参考和选择。

圆钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能研究

利用有限元软件ANSYS，研究加强环式节点、穿心节点及铰性连接节点在低周反复加载下作用下的应力-应变分布和滞回性能，分析三种节点的抗震性能。钢材采用Von-Mises屈服条件和双线性随动强化模型，混凝土采用Drucker-Prage准则。从滞回曲线及骨架曲线可以得出，刚性节点的滞回性能较好，耗能能力较高；铰性节点的滞回曲线不饱满，耗能能力较小。

一种新型混凝土管梁柱节点受力性能分析

提出了一种新型混凝土管梁柱节点——梁筋穿心式节点,借助ABAQUS软件,建立了混凝土管梁柱节点模型以及普通混凝土梁柱节点对比模型,进行竖向加载、单向水平加载和水平低周反复加载。研究得出管柱节点比普通节点竖向承载力高17.5%,水平承载力相差不多,低周反复加载下的位移-柱端荷载滞回曲线饱满度略差。

复式钢管混凝土柱-钢梁组合节点性能研究

中空夹层钢管混凝土柱-钢梁采用穿心高强螺栓-外伸端板构成的组合节点建立有限元模型。分析了模型在梁端单调加载下的应力分布规律及柱轴压比、方钢管壁厚对节点力学性能的影响。

方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点抗剪承载力研究

根据试验和理论研究成果,对方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点核心区的受力机理进行了分析,建立了节点核心区的受力模型和屈服机制,推导了节点核心区的抗剪承载力计算公式。公式不仅考虑了螺栓和柱轴力对节点核心区实际受力状态的影响,而且考虑了钢管对混凝土的约束作用。用推导的公式计算了3个方钢管混凝土柱穿心高强螺栓-端板节点试验模型节点区的抗剪承载力,计算结果与试验结果吻合较好。

钢管混凝土柱-钢梁穿心螺栓外伸端板式节点抗连续倒塌性能研究

针对钢管混凝土柱-钢梁穿心螺栓外伸端板式节点进行抗连续倒塌单调加载试验,考察节点在连续倒塌工况下的整体变形、破坏形态、节点抗力以及关键截面应变发展等,并建立穿心螺栓外伸端板式节点有限元模型,进行节点失效模式、节点核心区应力及抗力机制分析。结果表明,钢管混凝土柱-钢梁穿心螺栓外伸端板式节点在连续倒塌工况下主要经历4个阶段,即梁机制阶段、混合机制阶段、悬链线机制阶段及破坏阶段;节点抗倒塌承载力由节点抗弯能力和抗拉能力提供,其中抗拉能力对节点抗连续倒塌能力贡献远超于抗弯能力;节点的倒塌破坏一般发生在钢梁与外伸端板连接处,裂缝贯穿下翼缘后迅速延伸至钢梁腹板;形心轴下方穿心螺栓群拉应力持续增大,形心轴上方穿心螺栓群在加载初期拉应力较小,随着竖向位移的增大其拉应力逐渐增大;外伸端板应力主要集中在螺栓孔周围,随着竖向位移增大形心轴上方应力集中区面积减小,形心轴下方应力增大。

超高层框架柱方案选型及钢管混凝土柱设计要点

钢管混凝土柱、尤其是圆钢管混凝土柱,以其优异的力学性能和便捷的施工,近年来在我国高层特别是超高层建筑结构中得到了越来越广泛的应用,体现了显著的技术经济性能。对钢管混凝土柱与型钢混凝土柱在超高层结构设计中常见的构件选型,通过对其延性和承载力等性能的综合比较,论述了圆钢管柱用于抗震区超高层结构的特点和显著优势。文章还进一步针对抗震性能、梁柱节点、混凝土浇筑、防火喷涂等钢管柱在设计及施工的典型问题,结合当前理论研究和工程实践的最新进展进行了全面的阐述和比较。钢管柱的合理设计,须将抗震性能要求、施工质量控制、工程进度与造价等一系列因素,紧密结合工程特点,进行统筹考虑,提出了设计建议以供参考。

钢管混凝土柱与普通混凝土柱的经济性比较

钢管混凝土柱是一种受力性能优良的结构构件,近年越来越广泛地应用于高层和超高层建筑中,而作为钢管混凝土柱与混凝土楼盖连接的新型节点,环梁节点具有良好的抗震性能,且施工方便,节省投资,本文通过具体工程实例着重对其经济性与普通钢筋混凝土柱作一简单的分析比较。

靖江市体育中心体育馆上承式张弦桁架拱设计研究

靖江体育中心体育馆屋面为屋脊沿矩形对角线布置的双坡屋面,为统一各榀桁架形状及受力、优化用钢量,设计出一种可适用于不规则坡屋面的新型上承式张弦桁架拱结构。以用钢量最小为目标,采用二次开发的ANSYS优化设计程序,对控制该结构形状的各参数进行优化。结果表明：当桁架跨度小于100m时,宜采用在跨度三分点附近布置2根撑杆的结构形式;拱脚处桁架高度建议取0.45-0.55倍的结构高度,拱脚距支座距离建议取0.06-0.08倍的跨度;结构用钢量随高跨比的增大而减小,当高跨比取0.10时,用钢量接近最优值。