H型钢梁柱外伸端板螺栓连接节点的性能研究

根据H型钢梁柱外伸端板螺栓连接节点的简化力学模型，提出用节点尺寸来计算节点初始转动刚度Ri的计算公式，通过与试验结果比较，验证了初始转动刚度Ri的计算公式的正确性；并对节点的破坏形式、抗震性能及影响节点初始转动刚度的因素进行了分析讨论。

改进的H型钢梁柱刚性节点抗震性能研究

利用大型有限元软件ABAQUS及有限元分析方法,以改进的H型钢梁柱刚性节点为研究对象,建立了试件模型,通过骨架曲线、延性系数、耗能系数研究了腹板拼接板厚度、翼缘拼接板厚度和翼缘拼接板长度在低周反复循环加载条件下对节点抗震性能的影响。结果表明,合理的参数取值不仅可以使节点拥有良好承载能力,而且有助于提高节点的延性以及耗能能力。

带有盖板的H型钢梁柱弱轴连接节点试验及有限元分析

为研究H型钢梁柱的弱轴连接节点的性能,对有盖板的H型钢梁柱弱轴连接节点以及梁柱是否偏心节点进行了试验研究和有限元校核模拟,并对8组盖板参数不同的梁柱连接节点的受力性能进行有限元分析。研究结果表明:无偏心和偏心弱轴连接节点的试验现象分别为梁翼缘至腹板的开裂和悬臂梁段的平面外失稳;有限元的分析结果与试验结果吻合较好,能够正确反映节点的受力情况;盖板的高度能够一定程度地加强节点的初始转动刚度;盖板能够明显改善钢柱节点域的局部应力集中,加强节点的刚度,并提升柱的屈服承载力;偏心弱轴连接节点在有、无盖板的情况下可分别视作刚性连接节点和半刚性连接节点;盖板的设置能够显著地提升节点的转动刚度和耗能能力。

H型钢梁-方钢管柱节点加固方案对比分析

钢框架结构的梁柱连接一般采用刚接。由于工程中出现梁翼缘未焊接,而上部混凝土板已经浇筑完毕的情况,需要对连接进行加固。针对H型钢梁-方钢管柱节点,采用在梁柱间加焊连接板的加固形式,提出了3种加固方案。利用有限元分析软件ANSYS对3种加固方案进行分析,并与一般的刚接节点进行比较分析。结果表明:加固方案1和方案3均能满足原设计的刚度和强度要求,且方案3的加固效果更佳,其连接构造简洁,施工便利,综合效益好。

加强板作用下方钢管柱H型钢梁节点抗震性能研究

梁柱焊接节点在地震作用下易发生脆性破坏。为探究节点处增设加强板对其抗震性能的影响,基于方钢管柱与H型钢梁焊接节点,通过数值模拟不同节点模型在梁端往复荷载作用下的受力性能,得到不同加强板厚度、强度、方钢管宽厚比下的滞回曲线、骨架曲线及其变形规律。结果表明:节点处增设加强板时,节点的承载力提高了124%,塑性铰外移;对节点受力性能影响较大的是加强板厚度,节点破坏时塑性铰位置随加强板厚度增大逐渐背离加强板向外,当加强板厚度为8 mm时,节点更容易发生破坏,破坏形式为加强板出现扭曲破坏;加强板强度越大,加强板应力集中区域面积越小,抵抗变形能力越强;节点承载能力随着方钢管宽厚比的增大而逐渐减小,其中宽厚比每增加1 mm,承载力降低4024 N。表明该节点形式受力性能较好,满足抗震设计规范中的“强节点、弱构件”要求。

无内加劲肋扁钢管柱⁃H型钢梁单边螺栓连接节点受力性能试验研究

扁钢管柱短边截面尺寸较小,柱内加劲肋可开孔的长度有限,易造成混凝土浇筑时发生堵塞,且存在难以振捣密实的问题。为研究不设内加劲肋的扁钢管柱⁃H型钢梁加强节点的受力性能,设计4个不同连接方式、不同构造的足尺钢管柱框架边节点,并进行单调加载试验。分析各节点的破坏模式、节点刚度、承载能力、变形能力及关键部位的应力特征。结果表明:采用单边螺栓结合端板连接扁钢管柱⁃H型钢梁的节点均发生梁端塑性铰破坏,连接方式符合强节点弱构件的抗震要求;无内加劲肋的焊接和端板连接形式节点受力性能较差,需要采用加强措施;在钢柱节点区域内壁或外侧贴板可以明显改善无内加劲肋扁钢管柱⁃H型钢梁节点的承载力、刚度和延性,两种加强方式受力性能差别不大,可以根据实际需要进行选择。

钢结构工程施工中钢梁钢柱变形控制

结合广西平果铝业有限公司氧化铝二期高压溶出工程,以及洛阳新安香江万基氧化铝高压溶出工程的施工,具体探讨钢结构工程施工中钢梁柱变形控制问题,并提出相应的防变形技术措施,以供相关工程参考借鉴。

考虑楼板影响的外环板式梁柱节点抗震性能:试验研究

该文对采用Q390钢材制作的4个T形节点构件进行了低周反复荷载试验,研究了钢梁和混凝土楼板的组合作用对采用高性能钢的外环板式梁柱节点的刚度、承载力以及耗能能力的影响。试验结果表明:由于楼板组合作用,钢梁上翼缘的稳定性得到显著提高;采用外环板式的梁柱节点连接方式,能够有效地将塑性铰外移,避免了在节点域附近的焊缝发生撕裂;但由于楼板组合作用的影响,此种节点形式也存在节点域附近外环板处发生断裂的可能性;该试验4个构件的滞回曲线都较为饱满,表现出较好的耗能能力和延性性能,在塑性点时,无楼板作用的试件的粘滞阻尼系数略高于有楼板作用的试件的粘滞阻尼系数;在层间位移角达到0.05 rad时,各试件的粘滞阻尼系数趋于一致。

外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点抗震性能试验研究

通过对7个外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点进行低周循环往复加载试验,研究节点域受剪承载力、滞回性能、变形能力和破坏模式。研究结果表明：试件的破坏形式有两种,分别为整体节点域的剪切破坏和局部节点域的剪切破坏;梁截面高度比和柱截面宽厚比是影响试件节点域承载力和剪切变形的主要因素;与此同时,随梁截面高度比和柱截面宽厚比的增加,节点域的耗能能力逐步增强;外加强环几何构造对节点域承载力和剪切变形也有一定影响,在框架柱端部弯矩增大系数较低的情况下,外加强环几何尺寸的增加对节点耗能能力有提高作用;节点域进入塑性阶段之前,各试件节点域的承载力无明显退化,从屈服到最终破坏,节点域承载力出现显著退化,承载力退化系数在0.89～0.96之间。不等高梁外加强环节点具有较好的变形能力和耗能能力,所有试件处于极限状态时的等效黏滞阻尼系数均在0.30～0.58之间。

外环板式高低梁-方钢管柱节点弹塑性剪切承载力计算

为研究外环板式高低梁-方钢管柱节点的弹塑性剪切承载力,对7个十字形外环板式高低梁-方钢管柱节点进行了低周往复加载试验。基于试验,建立了20个考虑不同参数影响的三维实体节点模型并对其进行了非线性有限元分析。结果表明:通过引入节点单侧最小柱梁强度比概念,可将该类节点的破坏模式分为节点区域整体剪切破坏及节点区域部分剪切破坏,且节点域两侧梁高比(db1/db2)、外环板尺寸以及钢管柱的宽厚比(D/t)等因素对节点剪切承载力产生影响。基于屈服线理论并结合试验及有限元分析结果,提出了外环板式高低梁-方钢管柱节点剪切承载力计算方法。该计算方法数据特征稳定,建议公式的结果与试验及仿真模拟结果吻合较好,能较精确地评估该类型节点的弹塑性剪切承载力,可供实际工程设计参考。

外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点受力性能有限元分析

在外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点抗震性能试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS,建立了考虑不同参数影响的三维实体模型并进行了非线性有限元分析。三维实体模型分析得到的有限元结果与试验结果吻合良好,有限元模型能够较高精度地模拟节点的受力行为。研究表明：节点的破坏形式分为整体节点域剪切破坏和局部节点域剪切破坏两种;节点单侧框架柱端部弯矩增大系数是节点域形成不同破坏模式的重要控制参数,两种破坏模式的分界线是节点单侧框架柱端部弯矩增大系数约为0. 92;方钢管柱的宽厚比是影响节点域屈服剪力和塑性剪力的主要因素,梁截面高度比对节点域受剪承载力影响较大,而节点域高宽比对节点域屈服剪力和塑性剪力影响并不明显。

梁端约束H型钢梁-柱节点的火灾后力学性能试验研究

通过对6组火灾后梁端约束H型钢梁-柱节点(JD2-2未经过受火试验)进行拟静力试验,得到节点滞回曲线及骨架曲线,分析了试件的承载力、刚度退化、延性及耗能能力的变化情况。研究结果表明:两端外伸端板连接节点具有良好的变形及耗能能力,一端外伸端板连接节点耗能能力较弱,适用于非抗震区;火灾作用使节点的强度、刚度及延性均有所下降,对耗能能力无影响;增加端板厚度可以提高火灾后节点的承载力和耗能能力,但对改善火灾后节点的延性作用不大;梁端设置加劲肋和端板下部设置抗剪支托可以提高火灾后节点的延性及耗能能力,但对火灾后节点承载力的提高不明显。

H型钢梁-柱节点火灾后力学性能试验及有限元分析

通过对3组火灾后H型钢梁-柱节点进行低周往复加载试验及有限元分析,得到节点M-θ滞回曲线及M-θ骨架曲线,并分析了试件的承载力、刚度退化、延性及耗能能力的变化情况。试验表明:受火后螺栓的性能损伤会导致节点的初始刚度降低;受火后节点螺栓的更换可以提高节点的延性、耗能能力及节点刚度,但对极限承载力影响不大;受火时柱子轴压比越大,火灾后节点承载力、延性、耗能能力及初始刚度越低;对节点采取防护措施可以提高火灾后节点的承载力及延性。

弘毅中心办公塔楼结构设计

弘毅中心办公塔楼为大跨复杂高层结构,筒体(剪力墙)偏置在一侧,采用方钢管混凝土柱+H型钢梁+钢筋混凝土筒体结构体系。该结构具有以下特点:一是框架柱数量较少,属于疏柱框架;二是筒体偏置,扭转效应较显著;三是筒外办公区域钢梁跨度较大,约为19m。针对筒体偏置、疏柱框架及大跨钢梁等结构特点,利用MIDAS,ETABS软件进行了小震计算与复核,并对结构的疏柱框架、偏心筒、大跨梁板体系做了专项分析;采用LS-DYNA软件对结构进行了罕震作用下的弹塑性时程分析。结果表明,小震作用下结构主要抗侧力构件处于弹性工作状态;大震作用下框架体系基本完好,筒体剪力墙出现轻微程度损伤;结构变形满足规范要求,结构体系合理可行。