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。

外伸式端板连接型钢-混凝土组合节点合理螺栓布置研究

对7个高强螺栓外伸式端板连接的蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋混凝土柱组合节点试件进行低周反复加载试验,分析组合节点在模拟地震作用下的破坏形态和抗震性能,研究地震作用下组合节点合理螺栓布置形式,结果表明:相同的螺栓布置形式,螺栓直径大的其抗震受剪承载力高;不同的螺栓布置形式,螺栓尽量靠近梁翼缘的布置形式(3行3列)的节点是外伸式端板连接型钢-混凝土组合节点更为合理的节点形式.

外伸式端板螺栓连接节点的有限元分析

利用有限元ANSYS对外伸式端板螺栓连接节点受力性能进行了分析,从改变端板厚度和螺栓直径方面进行了节点受力性能研究,提出了钢框架结构设计节点时可按构造形式划分螺栓受力模型。

外伸式端板连接在结构设计中的应用

外伸式端板连接是的一种常用的梁柱节点连接方式,现行的两本国家规范里推荐的螺栓设计计算假定完全不同,通过理论研究和与国外规范对比在各种计算假定下的节点螺栓设计、端板厚度计算和节点刚度验算的结果,对实际工程设计提供建议。

外伸式端板连接蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点抗震性能试验研究

通过7个1∶2比例外伸式端板连接蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点的低周反复加载试验,研究不同螺栓数目、直径及排列方式的外伸式端板连接蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点在各受力阶段的抗震性能和合理的节点构造形式。基于试验数据,分析了节点在反复荷载作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性和耗能性能等。试验结果表明:试件的破坏形态和变形与螺栓数目、直径及排列方式有关,外伸端板螺栓连接中螺栓数目多、直径大的节点连接形式的承载力高,抗震性能较好;8个端板螺栓4行2列的排列形式为最合理的抗震节点形式;外伸端板螺栓数量为8个时的延性和耗能性能都能满足抗震的要求。

连续倒塌工况下钢管混凝土柱-钢梁外伸端板连接节点受力性能研究

设计了3个采用穿心螺栓的钢管混凝土柱-钢梁外伸端板连接节点,详细分析了连续倒塌工况下的节点的承载机制和破坏模式,进行了节点抗倒塌转动能力评价和等效动力分析,主要结论如下:在连续倒塌工况下,采用穿心螺栓的钢管混凝土柱-钢梁外伸端板节点具有较好的受力性能.对于外伸式端板连接,端板厚度和螺栓直径的匹配程度会影响节点中悬索机制的形成与发展,当端板相对于螺栓较弱时,有利于增大连接处的变形和悬索机制的发展,同时应保证外伸端板连接节点的抗弯承载力不能明显低于钢梁的抗弯承载力.提出了适用于外伸端板连接节点的考虑螺栓组高度、端板厚度和螺栓直径影响的抗倒塌转动能力需求计算公式.DoD规范的动力放大系数计算公式仅考虑了节点抗弯机制的影响,当悬索机制参与承载后,节点的实际响应会逐渐大于公式结果.