Static behavior of semi-rigid thin-walled steel-concrete composite beam-to-column joints with bolted partial-depth flush end plate:experimental study

A new type of semi-rigid thin-walled steel-concrete composite beam-to-column joint has been proposed in this paper.Five semi-rigid composite beam-to-column joint specimens subjected to hogging moments under monotonic loading were tested to study the static behavior of this new type of joint.The main variable parameters for the five joint specimens were the longitudinal reinforcement ratio and the joint type.The experimental results designated that the magnitude of extension of the longitudinal reinforcement is the most important factor that influenced the moment-rotation characteristic of the new type of joint.The concrete slabs could resist 3.8%-19.1% of the total shear load applied to the cross-sections near the beam-to-column connection.The edge stiffened elements,such as the flange of the lipped I-section thin-walled steel beam,were capable of having considerable inelastic deformation capacity although they had comparatively large width-to-thickness ratios.The shear failure of the concrete cantilever edge strip must be taken into account in practical design because it has significant influence on the anchorage of the longitudinal reinforcement in the new type of external joints.

钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点抗震性能有限元分析

为深入研究钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点的抗震性能,建立了螺栓连接节点的精细化三维实体有限元模型。在对已有试验成果进行验证分析的基础上,研究加劲肋、螺栓连接数量对节点塑性耗能分配机制的影响。结果表明:当钢材本构后期考虑韧性损伤后,有限元计算结果与已有拟静力试验结果更吻合;CFST-1节点(梁高300 mm,有螺栓垫板)耗能能力最优,但仅达到相应焊接节点的一半;与CFST-1节点相比,CFST-3节点(梁高300 mm,无螺栓垫板)及CFST-2节点(梁高250 mm,有螺栓垫板)的总耗能更低;各螺栓节点的塑性耗能分配机制主要依靠梁耗能,而相应的加强环焊接节点主要依靠梁与加强环耗能;当螺栓节点采用环板加劲肋、4排螺栓以及腹板加劲肋构造优化后,刚度、承载力、延性与相应焊接节点一致,总塑性耗能达到刚接节点的79.1%,基本达到刚接节点的抗震水平。

原竹抱口梁柱节点抗弯性能研究

竹材作为一种新型的绿色环保建筑材料,梁柱连接是现代竹结构推广需要考虑的重要问题。为了丰富原竹节点的形式,探究不同构造措施下梁柱节点的刚度和承载力,设计制作了3种形式的原竹抱口梁柱连接节点,按照金属连接件构造的不同命名为简易钢夹节点J1、贯通螺栓节点J2和自攻螺钉节点J3。每一种节点内部依据不同原竹等级设计3组试件,通过单调加载试验,探究节点弯曲力学性能及破坏特征,得到了3种节点的弯矩-转角曲线。基于弯矩-转角曲线变化特征,提出三折线刚度分析模型拟合节点分段刚度参数值,应用欧洲钢结构规范节点类型判别方法,对节点的半刚性程度进行了验证。结果显示:贯通螺栓节点J2和简易钢夹节点J1属于半刚性节点;自攻螺钉节点J3属于铰节点。研究表明:原竹等级对于简易钢夹节点J1和自攻螺钉节点J3的抗弯性能影响不敏感;对于贯通螺栓节点J2的抗弯性能影响显著,等级为T8时与连接件的协同工作性能最优。研究成果可为现代竹结构应用提供理论依据。

装配式建筑钢结构梁柱节点连接设计研究

为提高梁柱节点连接的荷载能力,以某装配式建筑工程项目为例,开展钢结构梁柱节点连接设计方法的研究。先根据工程项目需求,选择“H”型梁柱全焊节点连接作为装配式建筑钢结构梁柱全焊节点连接形式,然后根据结构形式和受力特点计算节点应力分布,结合钢结构梁柱节点应力集中的部位,计算应力值大小,以此为依据,确定钢结构梁柱节点连接刚度,最后根据建筑物的结构形式、受力特点、材料选择等进行节点连接构造与施工的设计。实验结果表明:设计的方法在实际应用中可以起到提高钢结构梁柱节点连接后荷载值的作用。

木结构梁柱间榫卯连接节点性能研究进展

为了促进传统营造技术在现代木结构中的传承应用与创新发展,梳理木结构梁柱间榫卯连接节点、榫卯连接木构架的力学性能及榫卯节点加固方法的研究现状,分析现有研究存在的问题,结合现代工程木产品及加工技术的发展现状,提出梁柱间榫卯连接节点在现代木结构中的应用前景及研究方向。

多高层房屋钢结构梁柱刚性节点的设计建议

通过学习现行《建筑抗震设计规范》(GB 5 0 0 1 1— 2 0 0 1 )关于抗震节点设计的条文 ,总结出了在多层和高层钢结构房屋梁 柱刚性连接节点设计中需掌握的几个要点 ,包括 :连接设计的正确方法、为确保梁端塑性铰的形成需采取的构造措施等 ,对规范中存在的问题进行了分析 。

考虑楼板刚度贡献的梁柱节点半刚性连接弯矩-转角神经网络模型

首先对已有钢结构梁柱节点半刚性连接弯矩-转角经典模型存在的不足进行了述评;然后采用非线性有限元方法对有无楼板刚度贡献的外伸端板半刚性连接节点进行了非线性仿真分析,把获得的这种节点半刚性连接弯矩-转角关系与常用梁柱节点半刚性连接弯矩-转角经典模型进行了对比分析;最后运用神经网络智能算法,首次提出了考虑楼板刚度影响的十参数梁柱节点外伸端板半刚性连接智能模型。研究结果表明:楼板的存在增大了梁柱节点刚度,减少了节点相对转动,使得实际工程中存在楼板刚度影响的半刚性连接弯矩-转角关系与现有半刚性连接弯矩-转角模型计算得到的弯矩-转角关系存在着较大误差;提出的十参数半刚性连接弯矩-转角神经网络模型能较好地模拟这种节点实际受力和变形情况;提出的智能模型具有较高精度和计算效率,同时也具有可靠性、有效性和实用性。研究结果可为考虑楼板刚度贡献的其他半刚性连接形式的弯矩-转角关系的进一步研究以及在实际工程中的应用提供参考。

观光温室结构楔形箱型矩管柱梁连接节点抗震性能

为了满足温室结构的建设需要,提出了一种楔形箱型矩管柱与H形钢梁连接节点构造型式,并对该种节点的抗震性能进行研究。利用ANSYS对该节点进行了往复荷载作用下的有限元模拟分析,讨论了钢梁翼缘、腹板厚度及矩管柱壁厚对钢节点抗震性能的影响。结果表明,楔形箱型节点在往复荷载作用下梁端塑性铰位置向跨中偏移,保证了"强柱弱梁、强节点弱构件"设计理念的实现。累积耗能比传统的外联板式节点高出25.40%,比内隔板式节点减少20.46%,滞回曲线相对饱满,体现了良好的抗震性能。同时,梁翼缘和腹板的厚度及楔形箱形截面宽度变化率对于节点的抗震性能有较大的影响,建议实际工程中截面宽度变化率取1:4。计算结果表明该节点具有良好的抗震性能。

矩管柱与H形钢梁新型竖向外联式节点抗震性能试验研究

通过对外联式矩管柱与H形钢梁节点的低周往复加载试验,阐述了其破坏过程和破坏机理,获得了节点的滞回曲线和极限承载力。同时利用ABAQUS对试验进行了模拟分析,计算结果与试验吻合良好;讨论了钢梁翼缘、腹板厚度及矩管柱壁厚对钢节点性能的影响。结果表明,外联式矩管柱与H形钢梁节点具有良好的耗能能力和延性,节点的塑性耗能区集中在梁上,梁翼缘和腹板壁厚对节点的初始刚度、屈服荷载和极限荷载的影响较为明显,柱壁厚对节点力学性能影响较小。

混凝土柱-钢梁边节点的拟静力试验研究

通过拟静力试验,分别对节点核心区无箍筋、柱内核心区有钢筋网片和柱内有小型钢柱三种不同构造的混凝土柱-钢梁边节点的破坏特征、破坏机理以及抗震性能等进行了研究。研究结果表明:设置小型钢柱并在节点核心区内配置箍筋的节点具有较高的承载力和良好的耗能性能;节点配箍率对其极限荷载影响不大,但能影响试件在达到极限荷载后的延性。

钢结构住宅梁柱节点柔性连接初探

为探讨适用于钢结构住宅的梁柱节点形式 ,通过对已有钢结构建筑中的半刚性连接及铰接梁柱节点的学习与分析 ,结合钢结构住宅体系与构件形式的特点 ,提出适用于钢结构住宅的梁柱节点形式和建议 ,可供工程应用参考。

角钢连接半刚性梁柱节点的受力性能分析

介绍了半刚性梁柱节点连接的受力性能,然后主要分析了半刚性梁柱节点连接的杠杆力分布及大小,按塑性理论推导了计算公式。同时分析了杠杆力对节点受力性能的影响。

新型框架边节点力学性能研究

节点作为结构体系的关键部位,既是结构抗力的重要影响因素,也是结构整体性的关键因素。历年的地震灾害表明,传统的梁柱节点已经不能满足结构的需求。因此,本文基于节点的整体受力性能分析,提出了一种新型的框架边节点,其构造由普通钢筋、SMA筋及钢板组成,其构造形式简单,便于施工。通过该节点中有无SMA筋以及SMA配筋率的改变来研究节点的滞回曲线、骨架曲线、性能退化以及耗能能力情况。研究表明:含有SMA材料的节点的承载力比普通节点的承载力大,且随着SMA配筋率的增大,其承载力也在提高。

新型钢管混凝土中柱劲性环梁式节点的设计方法初探

提出了一种新型钢管混凝土中柱劲性环梁节点的新概念 ,讨论了该节点的传力机理和内力分配方法 。

钢结构房屋中框架梁柱刚性连接节点的设计

钢结构房屋中的梁柱刚性连接节点有全焊接刚性连接节点和栓焊刚性连接节点两种,地震区的刚性连接节点设计要满足多遇地震下弹性状态的承载力要求和罕遇地震下弹塑性状态的承载力和变形要求。大震下刚性连接节点的脆性破坏除了质量缺陷外,还有焊接工艺、焊接方法、节点形式和焊接材料等方面的原因。设计应选取合适的节点类型,严格控制不同部位的焊缝质量等级以保证焊接连接的质量。

低周荷载下半刚性梁柱组合节点抗倒塌仿真

鉴于半刚性梁柱在建筑行业的应用不断增加和该领域现实需求,对低周荷载下半刚性梁柱组合节点抗倒塌性能进行测试,为组合梁柱可靠使用提供依据。共制作3个构件,1个纯钢节点,2个具备同样连接模式的组合节点。将平端板与纯钢相互连接、在侧向荷载条件下选取框架中节点邻接梁柱反弯点间组合体作为组合节点构件,采用十字形构件,设置上下柱的反弯点比例为1:1,仿真结构的梁柱中节点。在构件上安装位移传感器和应变片等设备,用于量测重要部位应力应变与位移等参量。选取SCHENCK电液伺服加载设备进行低周加载,并利用采集系统将测试过程中的数据进行记录。通过量测得到连接转角,作用于柱节点部分腹板位置的剪力。经加载试验测试可知,组合节点的破坏模式分别为钢筋屈服、柱节点部分屈服、混凝土开裂;当低周荷载加载结束,3个构件承载的柱顶荷载较为接近;测试结果与实际值拟合度高于文献成果。

型钢螺栓连接装配式半刚性梁柱节点弯矩与转角关系研究

现阶段,新型装配式混凝土梁柱节点的设计与其力学抗震性能的研究是预制装配式混凝土结构的研究热点,但关于预制装配式混凝土梁柱节点的半刚性力学性能研究较少。基于有限元软件ABAQUS对型钢螺栓连接梁柱节点及设计12个可能影响节点弯矩-转角曲线因素的试件进行有限元分析,得到节点与试件的弯矩-转角曲线,通过曲线进一步分析节点的半刚性系数与其他半刚性力学性能。

钢筋混凝土框架结构梁柱节点刚域应用性研究

采用设计软件PKPM对钢筋混凝土框架结构梁柱节点刚域的应用性进行研究,分析了不同柱截面尺寸、梁高、设防烈度下梁柱节点刚域对结构整体性的影响,并对如何实现梁柱节点刚域进行了研究分析。研究结果表明,当梁柱截面较大时,宜考虑梁柱节点刚域对结构整体性的影响,且柱截面是影响是否考虑梁柱节点刚域的主要因素。

轻型门式刚架梁柱连接如何设计成刚性节点

CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的诸多规定,是以梁和柱刚性连接为基础的。但规程内容对此缺少明确指示,以致有些设计的连接节点刚度不足,从而使结构的可靠度下降。同时,近年来的研究工作表明,规程所推荐的端板螺栓连接必须采取有效措施才能满足刚性节点的要求。在实际工作中,必须有适当的准则来衡量节点转动刚度是否合格。采用欧盟设计规范EC3规定的准则,结合算例进行分析,表明加厚节点域腹板、设置斜加劲肋和增大端板厚度都可以实现刚性节点。另一方面,采用上翼缘拼接板比CECS 102∶2002推荐的构造方案更为有效。最后提出设计建议供修订CECS 102∶2002规程参考。

混凝土翼板外伸锚固对梁柱端板连接半刚性组合边节点初始转动刚度影响的模型研究

为了研究混凝土翼板外伸锚固对梁柱端板连接半刚性组合边节点初始转动刚度的影响,运用组件法和弹塑性理论提出了混凝土翼板外伸锚固对梁柱端板连接半刚性组合边节点初始转动刚度影响的计算公式,通过与试验结果对比表明:计算值与试验值吻合较好。因此,该计算公式可用于梁柱端板连接半刚性组合边节点刚性的判断和参数研究。