部分包覆钢-混凝土组合梁柱节点抗震性能试验研究

为研究不同连接构造的部分包覆钢-混凝土组合梁柱节点(PEC梁柱节点)的抗震性能,对2个PEC梁柱节点试件进行了拟静力加载试验,研究了低周往复荷载作用下PEC梁柱节点试件的破坏现象、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能。结果表明:强轴连接PEC梁柱节点的滞回曲线呈梭形和弓形,在达到极限承载力后仍能保持一定的延性和耗能能力;弱轴连接PEC梁柱节点牛腿与梁间的焊缝处发生破坏,未展现出预期的耗能能力,PEC梁仍在弹塑性状态,没有达到极限状态;PEC梁柱节点核心区混凝土替换为加劲肋板后,试件仍具有较好的承载力、延性和耗能能力,刚度退化规律无明显变化,且强轴连接节点与弱轴连接节点刚度变化规律基本一致;PEC柱牛腿设计过短会导致焊缝连接处断裂,试件延性和耗能能力得不到发挥,剩余刚度较大。

装配式冷弯厚壁型钢半刚性梁-柱节点抗震性能试验研究

冷弯型钢在装配式结构中应用具有天然的优势,为了扩展冷弯厚壁型钢结构的使用范围,克服冷弯厚壁钢的缺点,设计6个新型分层装配式“十字型”梁-柱节点,进行循环加载试验,对梁-柱节点的破坏模式、初始刚度、骨架曲线、等效黏滞阻尼系数、能量耗散系数、割线刚度、滞回曲线和关键部位应变分布进行研究,主要得到以下结论:通过螺栓和节点板的滑移,半刚性节点具有一定的耗能能力。增设高强螺栓可以提高梁柱节点的承载力,初始刚度和耗能能力也得到提高,避免梁端与连接板孔壁承压。增加可更换节点翼缘板,对梁-柱节点的破坏模式没有明显影响,承载能力、耗能能力、初始刚度分别得到较大提高。

不同构造下的钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究

与普通节点不同,钢管混凝土柱-钢梁节点在地震作用下更容易发生破坏,为了提高钢管混凝土柱与钢梁连接节点的抗震性能,进行了不同构造下的钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究。以预埋锚杆构造的两种钢管混凝土柱-钢梁节点和钢梁穿透式构造的钢管混凝土柱-钢梁节点为研究对象,在梁体中部设置了横向支承,采用层间位移角控制周期性荷载,当地震荷载不同时,测试了3种构造钢管混凝土柱-钢梁连接节点的抗震性能。结果表明,钢梁穿透式构造的钢管混凝土柱-钢梁节点对地震具有较高的承载能力,弱化伸缩梁端节点的构造方法符合抗震设计要求,通过端板的屈曲可以消散大部分能量,具有强大的耗能能力。

钢管混凝土叠合柱-RC梁空间节点耐火性能分析

目的 研究钢管混凝土叠合柱-RC梁空间节点耐火性能,为实际工程提供参考。方法 通过ABAQUS有限元分析软件建立ISO-834标准火灾下钢管混凝土叠合柱-RC梁空间节点的温度场模型和力学模型;在试验与有限元模拟相吻合的基础上,分析此类构件空间节点的温度场分布、破坏模态、变形和内力分布等工作机理。结果 由于梁板的保护作用,节点区温度远低于非节点区;当梁、柱火灾荷载比相同,梁由2根增加至3根、4根时,空间节点耐火极限分别降低了41.58%和43.75%;高温和轴向荷载的共同作用下,内部钢管混凝土承担内力从常温的43.27%增加至180 min的52.9%。结论 钢管混凝土叠合柱-RC梁空间节点具有较好的耐火性能,能够满足实际工程中对耐火性能的要求。

带有偏移角的型钢混凝土梁-柱节点抗震性能研究

为了研究带有偏移角型钢混凝土梁-柱节点的抗震性能,采用数值模拟方法,以6°为步长,建立了从0°到30°的6个边节点模型,进行了低周往复荷载下的拟静力试验,对各边节点的破坏形态、承载能力、滞回性能等进行了分析。结果表明:在往复荷载作用下,各边节点的梁端都形成了塑性铰并发生了破坏,但等效塑性应变区域向偏移侧转移;边节点偏移角的增加对滞回曲线的形状没有明显影响,但会提高节点的承载能力和耗能能力,导致骨架曲线外扩。

装配式建筑梁柱节点疲劳损伤检测方法研究

常规的装配式建筑梁柱节点疲劳损伤检测主要采用梁柱图像分析实现,忽略了节点内部损伤的影响,导致检测结果相对变化量系数与实际系数的差值较大。本文对装配式建筑梁柱节点疲劳损伤检测方法进行了研究,于装配式建筑梁柱周围布置测点对梁柱节点的应变状态进行分析;根据分析结果,结合梁柱内部能量耗散值,计算节点疲劳损伤能量系数;将该系数作为节点应变能密度因子分析节点轴向力,由此得出检测的梁柱节点疲劳损伤值。实验结果表明,所提方法应用后梁柱节点疲劳损伤检测结果表现出的相对变化量系数差值较小,检测结果准确率较高,满足了装配式建筑梁柱安全运维工作的现实需求。

装配式混凝土柱-钢梁-屈曲约束支撑组合节点抗震性能研究

将屈曲约束支撑(BRB)引入装配式混凝土柱-钢梁(RCS)组合结构中,提出一种装配式混凝土柱-钢梁-屈曲约束支撑(P-RCS-BRB)组合结构连接节点,以适应当前抗震设计的更高要求。该节点不仅能实现全装配,还能有效降低支撑所带来的开合效应影响。采用经验证的有限元模拟分析方法,对此节点的抗震性能进行分析,结果表明:该节点具有高承载、可装配、震后无损伤等特点,满足强节点连接的设计要求和大震弹性的抗震目标,有助于实现结构的震后功能可恢复。

预制装配式混凝土型钢梁-柱节点技术研究现状

装配式建筑预制构件之间需要可靠的连接,并且整个装配式建筑结构的整体性对抗震性能有较大的影响,随着建筑产业化的推进,型钢混凝土结构迅速发展。本文介绍了装配式梁-柱连接节点的连接类型以及型钢混凝土节点的分类及特点,总结了国内外预制装配式混凝土结构最新型钢梁-柱节点的连接方式,分析了最新各种型钢梁-柱节点连接方式的优缺点及研究现状,对装配式型钢梁-柱节点需要进一步研究的关键问题及未来的发展方向提出展望。

全装配式混凝土框架-钢支撑结构抗震性能

为了提高装配式混凝土框架结构的抗震性能和施工效率,提出了一种全装配式混凝土框架-钢支撑(all-precast concrete frame with steel braces,APCF-B)结构,该结构采用铰接梁柱节点和钢支撑。首先利用有限元软件ETABS建立了普通钢支撑、防屈曲支撑和自复位支撑构件模型及其相应的支撑框架子结构模型,并通过对试验进行模拟验证了分析模型的准确性和合理性。在此基础上,分别设计了带有以上3种支撑的4层和12层APCF-B结构模型,通过静力弹塑性分析和动力弹塑性分析探究了结构的抗震性能以及不同支撑类型对结构的影响。结果表明:APCF-B结构具有“强柱弱梁弱支撑”的破坏模式;在低层APCF-B结构中,使用3种支撑均可以保证结构在2种地震强度下的抗倒塌性能,但是在高层APCF-B结构中,建议使用防屈曲支撑或自复位支撑,以保证结构在极罕遇地震下的抗倒塌性能。

新型叠合柱-混凝土梁中节点受力性能研究

针对现行设计规程中钢管混凝土叠合柱-混凝土梁连接方法中的不足,提出一种柱内设置钢管外环形钢筋的新型梁柱节点。梁端纵筋以卡扣(■型)、弯折(L■型以及型)的形式连接柱中环筋,利用柱中环筋平衡混凝土框架梁端纵筋传来拉力。制作5个钢管混凝土叠合柱-混凝土梁中间节点试件,进行梁端单调静力加载试验,研究节点试件的裂缝发展及分布、破坏形态、承载力、延性与钢筋应变发展规律;利用ABAQUS软件进行仿真模拟分析。结果表明:不同节点构造形式的试件最终破坏形态相同,均为梁根部弯曲破坏,试件均具有良好的延性和变形能力;梁受拉纵筋均能在试件达到屈服前屈服;试验过程中未出现梁纵筋和柱中环筋发生滑移脱落的现象。仿真模拟分析结果与试验结果基本吻合。

CFRP-钢管混凝土柱钢梁节点的发展概况

在工程中应用钢管混凝土组合结构能有效发挥出各类型材料的优点,并且能避免单一材料缺点带来的不良影响。随着工程结构面向高层、大跨度及重载等方向发展,对钢管混凝土结构性能的要求不断提高,希望能够在保持结构性能不变的基础上减少钢的使用量,并且希望钢管混凝土结构本身可以更加轻便、截面面积更小。在这样的情况下,CFRP-钢管混凝土结构在工程中的应用越来越广泛,工程质量得到显著提升。基于此,本文对CFRP-钢管混凝土柱钢梁节点的发展概况进行简要分析。

斜柱对框架-核心筒结构的影响

由于建筑立面造型的需要,结构在上部楼层需要实现竖向整体内收,基础顶~5层、8~12层、18~22层和28~32层采用斜柱,采用YJK软件对比分析斜柱方案和转换方案对结构整体指标的影响,同时分析斜柱对结构梁板和核心筒的影响。结果表明,斜柱能够增加结构的整体刚度,同时对梁板产生拉力,应对斜柱起始处梁采取增设型钢和板加大配筋等措施保证水平力的传递,并应加强节点构造,使节点构造满足节点后于构件破坏。

加强套板式方钢管柱-H型钢梁节点力学性能研究

钢结构具有力学性能好、施工周期短、建筑布局灵活等众多优点。同时,修建钢结构建筑也是推动建筑工业化转型升级,推广绿色建筑,解决目前国内钢铁产能过剩的有效途径。因此,对钢结构连接的研究具有重要意义。本文利用ABAQUS有限元分析软件对加强套板式方钢管柱-H型钢梁节点力学性能进行研究。结果表明:1)该种节点比加强环式节点更容易实现塑性铰外移,且节点滞回曲线饱满,表现出良好的力学性能;2)加强套板长度对节点破坏形态影响较大,对节点的极限承载力影响较小;3)加强套板厚度对节点破坏形态及极限承载力影响均较大。

扁钢管柱-H型钢梁单边螺栓节点受力性能的参数化分析

对柱壁加强型无内加劲肋扁钢管柱-H型钢梁单边螺栓连接节点的构造开展参数化分析,研究不同梁柱线刚度比、不同端板厚度对节点受力性能及破坏模式的影响。研究表明:不同梁柱线刚度比的节点破坏模式差别较大,当梁柱线刚度比较小时,节点的失效模式为梁端屈曲,随着梁柱线刚度比的增加,失效模式逐渐转换为端板的屈曲;随着梁柱线刚度比的增加,节点的初始刚度、屈服时对应的承载力以及极限承载力均有所增大;随着端板厚度的增加,节点的抗弯性能逐渐改善,极限承载力和初始转动刚度均有所提升,但提升的幅度逐渐减小。

型钢砼柱-悬挑梁节点施工处理

通过工程实例介绍型钢砼柱-悬挑梁节点的施工所面临的难度,在施工实践中的改进措施和加固方案,确保工程施工质量和安全。

装配式钢筋混凝土梁柱螺栓连接节点抗震性能试验

提出了一种干式装配式梁柱节点,该节点由核心区梁端外包钢套筒与柱预留孔洞实现螺栓连接。为了验证节点构造的合理性,揭示其受力工作机理,设计并制作3组节点试件,以轴压比和螺栓等级作为试验变量,进行了3个工况的低周往复拟静力破坏性试验。研究节点破坏形式及抗震性能,得到试件的滞回曲线和骨架曲线,分析节点的荷载特征值、延性、耗能和刚度退化。试验结果表明:3个试件的破坏均发生在梁端,节点核心区均没有破坏,满足“强节点弱构件”设计要求;试件滞回曲线饱满,延性系数均大于3.6,黏滞阻尼系数均大于1.5,具有良好的抗震性能;降低螺栓等级能提高节点刚度,但对节点承载力影响有限;增大轴压比时,刚度显著提高,但延性和耗能能力有所降低。在试验结果的基础上,采用ABAQUS对节点进行参数化分析,得出不同参数变化对节点力学性能影响,使试验更有对比性、分析更全面、结论更准确。

地铁车站顶层高强钢筋节点抗震性能试验研究

研究目的:地铁车站顶板上方由于铺设管线需要,要求覆土较厚,造成顶板荷载较大,导致顶梁截面增大;由于城市路面宽度限制,需减小柱截面,以节约地下使用空间,形成“强梁弱柱”的结构形式,对结构抗震带来不利影响。为提高地铁车站顶节点抗震性能,本文以某地铁车站梁柱节点为研究对象,制作缩小尺寸(缩尺)模型试件,开展低周往复试验,研究柱中配置高强钢筋对顶节点破坏形态、承载能力、耗能能力等抗震性能指标的影响。研究结论:(1)柱中配置高强钢筋和普通钢筋的节点,均为强梁弱柱式的破坏形态,但配置高强纵筋能够减轻顶层梁节点处柱的破坏程度;(2)在柱中配置高强纵筋能够明显提升顶层梁柱节点的承载和变形能力,延缓刚度退化速率,提高耗能能力,从而改善节点抗震性能;(3)本研究成果可为以地铁为代表的复杂地下结构梁柱节点的设计优化提供一定的理论参考。

钢结构梁柱加固节点框架损伤演化过程数值模拟分析

为研究不同因素对钢结构梁柱加固节点框架演化过程损伤的影响,选择4个钢结构梁柱加固节点框架试件作为实验对象,在其他条件不变基础上,改变试件轴压比、钢盖板厚度以及混凝土强度,用ABAQUS软件对钢结构梁柱加固节点框架进行模拟,观察损伤演化过程的应力云图情况,并对屈服位移与峰值位移进行统计。结果表明:轴压比以及钢盖板厚度对受力性能影响不大,混凝土强度对受力性能影响较大,并且随着混凝土强度的增加,钢结构梁柱加固节点框架的承载力也在增加,在节点框架设计时,应适当增加混凝土强度,提高节点框架承载力。

新型装配式软钢阻尼器梁柱节点的抗震性能及其时程分析研究

本文研究的是一种软钢阻尼器梁柱节点,并根据有无软钢阻尼器模拟的框架结构,在不同的地震波进行时程分析,为该节点的设计和建筑施工提供参考。利用ABAQUS有限元软件的数值模拟,对有无软钢阻尼器两种节点建模分析,从两种节点的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、刚度退化等抗震性能进行定量分析。结果表明有阻尼器的节点各力学性能均强于无阻尼器的节点,并且在有控情况下可以显著消耗建筑结构的地震能量,减小地震反应。因此本节点在有控情况下有利于装配结构在高烈度地区的推广使用,可以有效提高装配式结构的抗震性能,为装配式建筑施工在实际应用中提供参考。

钢结构半刚性连接节点研究现状

半刚性连接具刚度、延性和载荷能力,抗震性能优越,施工难度低,是实用且经济的连接方式。但半刚性连接受力复杂,力学特性分析难度大,且国内规范中缺乏针对性的分类标准和设计方法。综合国内外文献规范,简述了梁柱节点的分类及特点,详细介绍了钢结构半刚性节点连接类型、研究方法和研究成果,通过分析当前研究进展,指出未来所需研究的问题与方向,为钢结构半刚性节点研究、设计与实际运用提供思路与参考。