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。

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。