采用T型钢连接的可拆换钢梁抗震性能试验与数值研究

提出了一种采用T型钢连接的可拆换钢梁,在地震作用下T型钢集中耗散地震能量,并在震后通过更换T型钢实现使用功能的恢复。通过合理设计T型钢连接、钢梁中间段和悬臂段的抗弯承载力关系,定义设计承载力削弱系数的取值范围,从而实现T型钢集中损伤耗能,钢梁中间段和悬臂段保持弹性的屈服机制。为了使T型钢连接件实现预期的损伤和最优的耗能效果,设计了4个腹板采用不同截面和材料的T型钢连接件,并对T型钢连接的可拆换钢梁试件进行了低周往复加载试验和有限元分析。结果表明:T型钢连接的可拆换钢梁可以实现预期的屈服机制,达到T型连接件集中耗能的目的;T型钢腹板的残余变形和螺栓应力可以满足拆换条件,拆换后结构功能不变,实现了较为理想的可更换机制。狗骨式腹板截面的T型钢连接件塑性变形更均匀,耗能区域更大,耗能效率提高约30%,拆换时间和残余变形与普通截面相差不大,建议腹板采用狗骨式截面;采用低屈服点钢材可以提高T型钢的耗能效率约40%,在设计承载力系数取值合理的情况下,T型钢腹板可以选择低屈服点钢材。最后,基于试验和有限元结果,考虑到T型钢连接件的可拆换性和钢梁材料利用率,建议设计承载力削弱系数取值为0.65~0.85。

钢框架梁柱T型钢连接滞回性能的研究

钢框架梁柱T型钢连接是一种采用T型钢通过高强螺栓连接的节点连接,这种连接安装简单、造价经济,而且其刚度相对较大,承载力较大,延性较好,分析和研究T型钢连接的受力机理并提出简化滞回模型,具有重要的理论和工程意义。本文用ANSYS对T型钢连接进行滞回性能的分析,在考虑材料、几何和状态非线性的基础上,系统分析了T型钢的尺寸,柱的尺寸,梁的尺寸,螺栓的级别、直径、竖向间距、预拉力,构件材料,连接抗滑移系数,轴压比等参数对连接滞回性能的影响;有限元分析表明:T型钢的尺寸、是否设柱加劲肋、T型钢翼缘上螺栓的竖向间距对连接的滞回性能影响比较大;并在非线性有限元分析结果的基础上,提出了T型钢连接的弯矩-转角关系式和得到简化滞回模型的方法。

钢框架梁柱T型钢连接节点的性能研究

根据钢框架梁柱剖分T型钢连接节点的简化力学模型,提出一种用已知节点尺寸来预测其Mθr关系的非线性数学模型,模型中的主要参数是节点初始转动刚度和极限承载力。在对节点的初始位移和极限承载力做了理论分析后,给出了计算初始转动刚度和极限承载力的方法。将建议公式计算值和试验结果作了比较,验证了初始转动刚度和极限承载力的计算方法和数学模型的正确性。

T型钢连接整体钢框架的抗震性能研究

T型钢连接具有造价低、安装方便等优点,是刚度最大的半刚性连接之一。为了研究T型钢连接整体钢框架的抗震性能,进行了一个两层单跨单开间钢框架模型的拟动力试验,研究了T型钢连接钢框架在El Centro波和宁河天津波作用下节点区域的应变变化、层间位移反应和荷载反馈,分析了钢框架在弹性范围内的变形能力、承载力和抗震能力。试验结果表明,T型钢连接钢框架在弹性范围内具有较好的变形能力、承载能力及良好的抗震性能。研究结论可供工程应用参考。

短T型钢连接行为的有限元数值模拟

采用有限元法对短T型钢连接性能进行了模拟.建立了三维模型,考虑了几何非线性、材料非线性和接触非线性因素,分析了螺栓预紧力对结构行为的影响,得到了载荷-变形曲线和Mises应力分布云图,其结果与实验数据有较好的相关性,表明所建立的计算模型合理、准确.同时进一步讨论了该结构在火灾下的响应,分析了温度载荷对结构的影响,为钢结构半刚性连接的设计计算提供了有效的数值模拟方法,对制定抗火设计规范具有指导意义.

T型钢连接钢框架抗震性能试验研究

半刚性连接具有施工方便、受力合理等优点,已逐渐应用在工程中。通过一个两层T型钢连接平面钢框架模型的拟静力试验,研究了此框架中剖分T型钢连接的变形情况、空间钢框架的耗能特性、变形特征、塑性铰出现顺序、钢框架破坏模式等,从而得到半刚性连接平面钢框架的抗震性能。结果表明:T型钢连接钢框架具有较好的变形能力和承载能力,非常适合在地震区中应用。

T型钢连接的钢框架梁柱节点在低周往复荷载作用下的抗震性能分析

采用ANSYS有限元软件对T型钢梁柱节点进行三维实体建模,并在此基础上利用非线性有限元方法研究不同节点在低周往复荷载作用下的滞回性能。结果表明:T型钢连接节点的滞回曲线稳定饱满,具有较为理想的抗震性能。T型钢翼缘厚度、是否设置加劲肋和螺栓竖向排列方式对节点抗震性能影响较大;柱腹板厚度、梁翼缘和腹板厚度对抗震性能影响较小,T型钢梁柱节点属于半刚性节点。

梁柱T型钢连接节点有限元分析

采用通用有限元程序ANSYS,对T型钢连接节点进行了非线性分析,讨论了连接节点在各级荷载下的应力分布及发展情况,分析了节点各组成要素对节点受力性能的影响.分析结果表明:T型钢连接节点属于半刚性连接节点,具有良好的延性;柱翼缘厚度、T型钢翼缘厚度和梁截面高度对节点的极限承载力和初始刚度均有很大影响;为T型钢半刚性连接在工程上的应用,提出了相关建议.

钢框架梁柱T型钢连接滞回性能的研究及设计建议

钢框架梁柱T型钢连接是一种采用T型钢通过高强螺栓连接的节点连接形式,这种连接安装简单、造价经济,而且其刚度和承载力相对较大,延性较好。通过ANSYS对T型钢连接的滞回性能进行分析,并在非线性有限元分析结果的基础上,提出钢框架T型钢连接的抗震设计对策和建议。

T型钢连接钢框架抗震性能研究

为研究T型钢梁框架连接节点的抗震性能,设计了2个足尺中柱节点试件和2个边柱节点试件。按建筑结构抗震试验规程对试件进行安装,采用拟静力试验方法进行往复荷载试验研究,从试件的滞回性能、极限承载力、梁柱转角等方面分析中柱节点和边柱节点的抗震性能。结果表明:连接件厚度对短T型钢连接平面梁柱节点抗震性能影响较大,连接件厚度增加,节点极限承载力、延性、累计耗能均提高。4个梁柱节点的滞回曲线均呈菱型,滞回曲线形状饱满,边柱的极限弯矩承载力和极限转角较中柱高。破坏时,梁柱相对转角均超过0.03 rad,说明T型钢连接梁柱边柱节点和中柱节点均具有较好的耗能能力和延性,本文研究可为工程实践提供实际参考。

加强型T型钢连接空间中柱节点抗震性能研究

针对一个强轴为加强型T型钢连接、弱轴为普通T型钢连接的空间中柱梁柱节点模型进行拟静力试验,得到了该节点的滞回特性、承载能力、破坏形式、刚度退化情况、延性性能和耗能能力等抗震特性。结果表明:T型钢加强连接提高了节点的承载能力,增加了节点的初始刚度,延性和耗能能力均比普通T型钢连接提升超过30%,能够在地震作用中起到良好的抗震性能。

钢框架梁柱T型钢连接节点滞回性能的研究

用ANSYS对T型钢连接节点进行滞回性能的分析,在考虑材料、几何和状态非线性的基础上,系统分析了各种参数对连接滞回性能的影响,分析表明:T型钢的尺寸、是否设柱加劲肋、T型钢翼缘上螺栓的竖向间距对连接的滞回性能影响比较大,并在非线性有限元分析结果的基础上,提出了钢框架T型钢连接的滞回模型。

T型钢连接中柱节点的力学性能分析

设计了2组T型钢连接中柱节点,对节点进行低周往复循环加载下的受力分析,通过循环荷载下的滞回曲线、骨架曲线、应力云图以及刚度退化曲线来分析螺栓连接方式变化对节点承载力、受力性能以及破坏形式的影响。分析结果表明:普通高强螺栓连接的中柱节点承载力和耗能能力明显强于对拉螺栓连接的中柱节点;两种节点破坏形态不同,普通高强螺栓连接节点为T型钢翼缘受拉破坏,对拉螺栓连接节点为长对拉螺栓剪切破坏和T型钢翼缘受拉破坏。

T型钢连接梁柱半刚性节点承载力影响因素研究

T型钢连接梁柱半刚性节点在钢结构中的应用前景广阔。文章为了研究节点承载能力影响因素,利用有限元软件ADINA,建立了T型钢连接梁柱半刚性节点数值模型,研究了T型板破坏特征,通过建立T型板翼缘不同厚度模型,分析了翼缘厚度对T型钢连接梁柱半刚性节点极限承载力的影响。计算结果分析表明:T型钢厚度对节点极限承载力影响较大,当翼缘厚度增加时,节点极限承载力增大,但超过柱翼缘厚度后,不能充分利用T型板翼缘强度。

半刚性T型钢高强螺栓连接承载力计算

节点的半刚性对钢框架的内力、位移和结构的极限承载力的影响相当大,在钢框架设计中不能忽视。针对实际工程中采用的一种半刚性连接节点—T型钢连接,进行了极限承载力计算,通过比较节点各组成部分所能承受的荷载极限值,选取其中最小值作为节点的极限承载力。用此方法计算了2个不同的节点模型,与试验结果进行对比,算式可反应T型钢连接的实际工作性能。

半刚性连接中T型钢节点形式研究综述

随着钢框架体系应用的愈加广泛,对其梁柱节点位置连接的不断研究表明,梁与柱之间的连接既非纯刚接又非纯铰接,而是强度介于两者之间的半刚性连接.本文就近10年来半刚性连接方式中的其中一种——T型钢连接形式的研究进行总结分析,以供借鉴.

T型钢半刚性连接节点的非线性性能分析

用ANSYS有限元程序对T型钢半刚性连接节点的非线性性能进行了分析,将其计算结果与试验结果做了比较,两者吻合较好.通过对11个系列共28个T型钢连接试件的有限元分析,探讨了各类组件对节点性能的影响.结果表明:T型钢翼缘厚度及柱翼缘厚度对节点性能的影响很大,且柱腹板的抗剪能力对此有较大影响;柱腹板水平加劲肋、柱腹板厚度及柱截面高度对节点性能有一定影响;增大梁截面高度,能够显著提高节点的承载力和初始刚度;T型钢腹板厚度、螺栓的直径及排列间距对节点的性能影响较小.T型钢连接梁柱节点属于半刚性连接节点,建议设计中应考虑其不利影响.

半刚性T型钢梁柱连接的滞回性能研究

为了研究T型钢梁柱连接的滞回性能,对T型钢梁柱连接节点进行了循环加载的有限元模拟和模型试验研究。分析了连接节点关键部件在荷载作用下的应力应变发展情况,并对有限元分析结果和试验结果进行了对比。结果表明:T型钢连接在循环荷载作用下表现出了良好的延性。

T型钢半刚性连接梁柱节点抗震性能试验研究

通过对两组T型钢连接梁柱节点的单向与循环加载试验,了解该类型节点的抗震性能以及翼缘厚度对节点抗震性能的影响,并通过IDARC程序模拟节点的受荷过程,讨论T型钢连接梁柱节点理论建模的方法。试验研究表明:T型钢梁柱连接滞回曲线饱满,连接表现出了良好的延性,极限转角均超过了欧洲规范规定的极限转角0.03rad,具有较为理想的抗震性能;T型钢翼缘越厚,节点初始刚度、承载力以及耗能能力越大;对于半刚性连接中螺栓刚度大于T型钢翼缘刚度的试件应按T型钢的极限承载力设计。程序分析表明:利用刚度均匀变化的节点板模拟T型钢的半刚性连接具有较高的模拟精度,通过调整节点板底部刚度以及屈服弯矩可以模拟不同翼缘厚的T型钢半刚性连接。

方钢管柱-H型钢梁顶底T型钢单向螺栓连接节点性能研究

对方钢管柱-H型钢梁顶底T型钢单向螺栓连接节点在单向荷载作用下的力学性能进行了有限元模拟,得到了节点的荷载-位移曲线,并对节点的荷载-位移曲线、构件的应力-应变状态进行了详细分析。研究结果表明:随荷载施加,节点受拉区T型件被拉离柱翼缘一定距离,节点最终的失效模式为受拉区T型件翼缘腹板相交处被拉断破坏,T型件是方钢管柱-H型钢梁单向螺栓连接节点的薄弱部位,在实际的工程应用中可考虑加强柱壁与T型钢翼缘的连接。