加强式端板连接节点的初始刚度与抗弯承载力

针对需要局部加强的梁柱端板连接节点,考虑了柱翼缘用背垫板加强,节点域柱腹板用补强板加强的构造形式.将节点分为若干组件,求各组件初始刚度;对其中经过加强的组件,采用理论推导和有限元分析相结合的方法得出初始刚度表达式;然后将各组件初始刚度进行组装,得到加强式端板连接节点初始刚度.用屈服线法推导出含背垫板柱翼缘的设计抗弯承载力表达式,参照现行规范推导出其余影响节点承载力的组件的设计抗弯承载力表达式,取其中抗弯承载力的最小值,得出加强式端板连接节点的设计抗弯承载力表达式.通过与有限元计算结果对比表明加强式节点初始刚度的计算方法具有足够的精确性,可用于节点刚性的判断和参数研究.

框架结构典型梁柱节点的抗连续倒塌性能

建立精细化有限元模型,得到了传统栓焊(WUFB)节点、盖板式(WCPF)和狗骨式(RBS)节点在连续倒塌过程中的失效过程,并从能量角度推导了3种节点的动力响应.结果表明:盖板式节点的转动刚度大、拉结能力强,梁机制和悬链线机制承载力均很高,结构的吸能能力好,抗连续倒塌性能优越;狗骨式节点的转动能力强,结构的悬链线效应和吸能能力提高,但结构的外力功增大,抗连续倒塌承载力略有降低.梁柱节点在连续倒塌工况中和地震作用下的受力状态差异大,连续倒塌工况下节点的极限转角远高于节点在地震作用下的转动能力.

波纹腹板H型钢梁柱半刚性外伸端板连接性能研究

为研究波纹腹板H型钢梁柱半刚性外伸端板连接的性能,采用有限元软件ANSYS,对外伸端板连接进行单向静力加载模拟,得到弯矩-转角曲线和端板应力云图,分析连接受力特性;分别调整端板厚度和梁腹板高厚比,分析其对弯矩-转角曲线的影响。结果表明:随着弯矩的增加,弯矩-转角曲线由线性特征转变为非线性特征,连接刚度逐渐降低;端板厚度和梁腹板高厚比对连接的初始刚度及抗弯承载力均有显著的影响。

波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点抗弯性能

提出了一种波纹腹板H型钢梁与普通H型钢柱采用端板螺栓连接的节点构造.基于高强螺栓抗拉性能的刚性端板模型和T形连接件理论,提出波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点的设计方法.进行了2个波纹腹板H型钢梁柱端板螺栓连接节点的静力试验,并使用商用有限元分析软件ABAQUS建立节点的有限元模型,将设计弯矩下的高强螺栓最大拉力的试验结果与有限元计算结果进行对比,证明了高强螺栓拉力计算公式的可靠性;通过对比设计弯矩和有限元计算的端板屈服弯矩,证明了端板厚度计算公式的合理性.

钢框架梁柱端板连接腹板开孔型节点的受力特性

对梁柱端板连接标准型和腹板开孔型节点进行了非线性有限元分析,研究了腹板开孔参数对节点区应力分布、屈服时应力应变发展变化及节点的弹性极限承载力的影响,对不同开孔尺寸节点的力学性能进行了分析比较,探讨了端板厚度、螺栓、开孔参数对端板上应力分布的影响.结果表明,梁柱端板连接腹板开孔型节点的细部构造对其受力影响较大,采用合理的细部构造形式有利于降低应力集中,改善节点的应力分布,使之受力均匀合理.

波折腹板钢梁柱半刚性外伸端板连接节点滞回性能研究

为研究波折腹板钢梁柱半刚性外伸端板连接节点的滞回性能,采用ANSYS有限元软件,对半刚性外伸端板连接节点施加循环荷载,得到其弯矩-转角滞回曲线,分析节点的受力特性和延性系数;分别调整梁腹板高度和厚度,分析其对弯矩-转角滞回曲线的影响。结果表明:随着荷载的增大,残余变形的累加,节点承载力和刚度逐渐降低,弯矩-转角滞回曲线由线性特征转变为非线性特征;梁腹板高度和梁腹板厚度对节点的延性系数和滞回性能影响显著。

波折腹板钢梁柱弱轴半刚性连接性能研究

为研究波折腹板钢梁柱弱轴半刚性连接的性能,采用有限元软件ANSYS建立三维实体有限元模型,对连接进行加载模拟,得到弯矩-转角曲线、最大荷载时的节点区位移和von Mises应力云图、端板及节点附近柱腹板应变和变形,分析连接的受力性能。讨论了梁腹板高度、端板厚度和螺栓直径对弯矩-转角曲线的影响。研究结果表明:与梁受拉翼缘连接处的端板及与节点区域柱上加劲肋附近的腹板变形是梁柱产生相对转动的主要因素;梁腹板高度对连接的初始转动刚度及抗弯承载力有显著的影响;当板厚度与螺栓直径较小时,端板厚度与螺栓直径的变化对节点连接性能有较大的影响;随着外荷载的增加,弯矩-转角曲线由线性特征转为非线性。

节点域对无横向加劲肋节点延性的影响

抗弯框架焊接节点的节点域刚度影响节点的应力应变分布,因此对节点延性具有重要影响。通常认为,节点域的屈服有助于节点的延性性能,但是过大的节点域变形同样易于导致节点开裂,降低延性。这一结论是根据设置柱横向加劲肋的T形节点的理论分析和试验研究得出的。本文通过对节点进行三维非线性有限元分析,研究了节点域刚度对无横向加劲肋的节点延性的影响,分析结果表明较强的节点域对无横向加劲肋的节点延性有利。

加强式梁柱连接节点域初始刚度的计算方法研究

通过建立简化力学模型和修正节点域柱腹板的抗剪面积,提出一种较简便的节点域初始刚度计算方法,不仅能够灵活运用于柱翼缘和柱腹板加强的节点域刚度计算,也能够用于普通的未加强节点域的刚度计算。通过与试验和有限元结果的对比,表明本方法具有足够的精度,适于进行结构分析和参数研究。

装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点滞回性能

为了使塑性铰出现在可更换梁段上的削弱处,提高节点的受力性能,提出了装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点,运用有限元软件ABAQUS对该新型节点展开循环荷载作用下的受力性能分析,探讨了腹板开孔半径、腹板开孔位置、梁端端板板厚和连接端板板厚对该新型节点滞回性能的影响。结果表明:梁腹板开孔半径对节点滞回性能的影响较为显著,开孔过大或者过小都会对节点的滞回性能造成不利影响,建议梁腹板开孔半径r=(0.225~0.25)h(h为梁截面高度);腹板开孔圆心至梁端端板距离l过小时,不利于保护端板焊缝,距离过大时节点破坏形式接近传统端板节点,无法实现塑性铰外移的目的,建议腹板开孔时l=(0.7~0.8)h;连接端板板厚与梁端端板板厚取值一致或适当减小,但不宜小于连接螺栓直径。

柱翼缘和腹板加强方法研究

在梁柱端板螺栓连接部位柱翼缘要加强,建议用增大螺栓垫板、垫板与柱翼缘焊接的方法,给出垫板厚度的计算公式。有限元计算表明设计的螺栓垫板可以很好地消除螺栓周围柱翼缘的冲切变形,可以达到CECS102中的加厚节点区柱翼缘的效果。针对节点域抗剪刚度较低的问题,设计了柱腹板Morris加劲肋,有限元计算表明,Morris加劲肋不仅能够同斜向对角加劲肋一样,大幅度减小节点域剪切变形,提高节点转动刚度,还能够有效延缓节点域腹板的屈服,并且不影响螺栓的排列。

螺栓端板连接中柱翼缘和腹板加强方法

为加强梁柱端板螺栓连接部位的柱翼缘和柱腹板,采用有限元法对梁柱端板螺栓连接部位进行了细致分析,提出了柱翼缘贴板,贴板与柱翼缘焊接的方法,给出了贴板厚度的计算公式;且贴板可以很好的消除螺栓周围柱翼缘的弯曲冲切变形,达到与加厚节点区柱翼缘同样的效果.设计了柱腹板"Morris"加劲肋能够同斜向对角加劲肋一样,大幅度减小节点域剪切变形,且不影响螺栓的排列.柱翼缘加贴板可以取代加厚节点区柱翼缘,节点域柱腹板可采用"Morris"加劲肋加强.

套管加强梁腹板开孔梁柱端板连接节点受力性能研究

针对腹板开孔型梁柱外伸端板连接节点的不足,提出了套管加强型腹板开孔梁柱外伸端板连接节点形式。利用有限元软件ANSYS对这种节点的受力性能进行了参数分析,探讨了端板厚度、开孔位置、套管半径、套管厚度和套管长度对梁端塑性铰形成位置、梁翼缘与端板焊缝处应力分布、节点的弹性刚度和承载力的影响。结果表明,套管加强梁腹板开孔梁柱端板连接节点具有较高的承载能力,同时梁翼缘与端板焊缝处的应力分布更加均匀并且能达到梁端塑性铰外移的目的;采用合理的细部构造形式有利于降低应力集中,改善节点的应力分布,使之受力更加合理。

现浇箱形空心混凝土板柱节点受冲切承载力计算

采用夹层板理论推导了钢筋混凝土箱形空心板柱中节点在竖向剪力作用下的抗冲切承载力计算公式,分析了影响箱形空心板抗冲切的主要影响因素;与国内外的有关数据比较表明,计算公式具有较高的精度,可以在实际工程中应用。

型钢混凝土组合结构中钢筋与型钢常用连接方式及应用

随着现代建筑物向着重荷载、超高层和大跨度的方向发展,普通的钢筋混凝土结构已不能满足设计要求。由此,在钢筋混凝土结构中配置型钢的型钢钢筋混凝土组合结构以其优越的性能在实际工程中得到越来越多的应用。随着其应用的成熟,组合结构节点也越来越复杂,其中钢筋与型钢连接方式也变得复杂多样。对钢筋与型钢常用连接方式及其适用范围进行探讨,为类似工程提供参考。

套管加强梁腹板开孔梁柱端板连接节点滞回性能研究

针对腹板开孔型梁柱外伸端板连接节点的不足,提出了套管加强型腹板开孔梁柱外伸端板连接节点形式。利用有限元软件ANSYS对这种新型节点的滞回性能进行参数分析,探讨开孔位置、套管半径、套管厚度和套管长度对节点滞回性能的影响。结果表明:套管加强梁腹板开孔梁柱端板连接节点采用合理的细部构造形式具有较高的承载能力,并且能够使梁端塑性铰外移,具有较好的滞回性能。套管加强腹板开孔梁柱端板连接节点更加适用于工程设计及应用。

现浇钢筋混凝土空心楼盖板柱体系的抗冲切承载力计算

根据文献试验结果推出了钢筋混凝土空腹板柱中节点在竖向剪力作用下的抗冲切承载力计算公式，与有关数据对比表明文中的计算公式具有较高的精度，可以在实际工程中应用。

Initial stiffness and moment resistance of reinforced joint with end-plate connection

In beam-to-column joint with bolted end-plate connection,the structural details of column flange reinforced by backing plate and column web panel reinforced by supplementary plate are analyzed.The joint is divided into some basic components,and the initial stiffness of each component is obtained.Especially,the initial stiffness of reinforced components is drawn by theoretical model and finite element analysis.The initial stiffness of reinforced joint can be obtained by assembling the initial stiffness of each component.The design moment resistance of column flange reinforced by backing plate is deduced based on yield line method,and the design moment resistances of other components are deduced based on present codes.The design moment resistance of the reinforced joint is then determined by the minimum of the design moment resistances of all components.By comparison with the results of finite element calculation,it is verified that the method to calculate the initial stiffness of reinforced joint is accurate enough to be used to estimate the rigid behavior of the joint and to make parametric study.

波形腹板钢底板组合箱梁荷载横向分布的研究

为推广波形腹板钢底板组合箱梁的应用,通过Midas FEA对不同横向联系的情况下荷载横向分布影响线计算,得出横向联系对波形腹板钢底板组合箱梁荷载横向分布的影响,结果发现:随着横向联系刚度的增加,各主梁分担比例最大值逐渐减小,且中梁分担比例减小比边梁更加明显。

钢结构梁柱端板连接腹板开孔型节点的延性分析

利用有限元分析软件ANSYS对梁柱端板连接标准型和腹板开孔型节点进行了非线性有限元分析,研究了腹板开孔参数对节点区应力分布、屈服时应力-应变发展变化及节点的弹性极限承载力和刚度的影响,揭示了节点根部塑性铰外移的根本原因,对不同开孔尺寸节点的力学性能进行了分析比较,着重探讨了端板厚度、螺栓、开孔参数对节点延性性能的影响。结果表明:梁柱端板连接腹板开孔型节点是一种值得推广的新型抗震节点。