采用BP-ANN模型的梁柱平齐端板连接节点极限抗弯承载力预测研究

筛选文献中报道的143组试验数据,采用误差反向传播人工神经网络(BP-ANN)建立和训练了1个2层BP-ANN模型,对梁柱平齐端板连接节点的极限抗弯承载力进行了预测。该模型利用20个组件特征参数作为输入,以极限抗弯承载力作为输出。通过与传统机器学习算法预测结果对比,验证了方法和模型的有效性,并依据模型推导出一个实用简化的极限抗弯承载力数学表达式。统计分析结果显示:经过训练的BP-ANN模型,在测试集上的平均绝对百分比误差(MAPE)为5.28%,均方误差(MSE)为5.79×10^(-4)。另外,对特征参数进行敏感性分析,得到了组件特征对节点极限抗弯承载力的影响程度。研究结果表明:采用BP-ANN模型能够综合考虑组件特征对节点极限抗弯承载力的影响,预测结果较为准确;该模型为梁柱连接性能评估和改进提供了智能化的解决方案,可作为数值模拟和结构试验研究的有力补充。

端板连接普通螺栓群中和轴位置研究

以螺栓群偏心距和端板厚度为研究参数,对梁柱节点中端板连接在偏心拉力作用下(A组)和纯弯矩作用下(B组)的螺栓群进行了受拉性能试验研究。通过对破坏模式、螺栓群受力分布和中和轴偏移率的分析,研究了端板连接普通螺栓群中和轴位置变化的情况;对两组试验开展有限元分析,从荷载-位移曲线和节点抗拉性能两方面进行研究。结果表明:随着荷载逐渐增大,螺栓群中和轴不断向受压区移动;增大螺栓群偏心距可使螺栓力增大,且加快中和轴向受压区偏移;增加端板厚度能够减小螺栓力,并延缓中和轴向受压区偏移;现行偏心受拉和纯弯矩作用下普通螺栓端板连接的计算方法(或公式)较为保守,与试验结果相差较大。给出的端板连接螺栓力修正公式的计算结果与试验结果吻合良好。在保证结构安全的前提下,该修正公式计算结果更接近螺栓端板的实际受力状态,从而达到减小节点钢材用量和降低成本的目的。

门式刚架轻型钢结构端板连接节点性能研究与设计

针对门式刚架轻型钢结构中普遍应用的端板连接方式,介绍了工程上通常采用的端板连接形式,并采用有限元模型对连接节点进行了内力和变形分析,研究了此类节点的性能和设计计算方法,并结合工程实际提出了设计建议.

钢框架外挂再生混凝土墙板结构局部性能分析

为研究钢框架外挂再生混凝土墙板结构的受力性能,对两榀单层单跨1︰3缩尺的钢框架外挂再生混凝土墙板试件进行了拟静力试验。在对结构滞回曲线分析的基础上,重点研究该结构中外挂节点的破坏模式、框架梁柱和梁柱节点的应力分布、内力传递机理等局部性能。结果表明:钢框架外挂再生混凝土墙板结构的耗能能力偏低,但持荷性能较好;栓焊混合梁柱节点中钢框架内力分布均匀,梁柱节点整体性能好;平齐端板梁柱节点在强震下变形能力强,钢梁受压翼缘和端板局部翘曲;在开裂荷载之前,外挂墙板与连接角钢接触良好,钢框架与墙体协同工作,性能稳定;峰值荷载过后,下部外挂节点处钢柱翼缘局部屈曲,连带角钢产生较大扭转变形,上部外挂节点周围的墙体混凝土局部压碎、脱落,钢筋裸露,结构丧失承载能力。

梁柱组合节点的拟动力试验研究

本文主要介绍了所开展的梁柱组合节点的拟动力试验,梁柱连接采用高强度螺栓平端板形式。试验采用经过调幅的具有不同地震加速度峰值的Ispara地震动作为激励进行加载,对试件在地震作用下的加速度反应、位移反应、滞回性能、刚度和耗能进行分析,对试验现象和结果进行了比较详细的阐述和分析。

平端板连接组合节点性能研究

本文主要分析了平端板连接组合节点在对称弯矩作用下的工作性能。对平端板连接组合节点用ANSYS进行了三维有限元分析 ,并用试验结果进行了验证。利用有限元分析程序 ,进行了一系列的参数分析 。

平齐端板连接钢框架梁柱子结构的抗倒塌性能分析

平齐端板连接是钢结构建筑中常用的梁柱节点连接方式之一,其节点的受力性能和破坏方式与钢框架结构的抗倒塌性能密切相关.针对平齐端板梁柱节点,采用备用荷载路径法,构建了基于悬链线机制的梁柱子结构模型,分析了钢框架结构在倒塌过程中梁机制与悬链线机制的转换机理.通过数值分析,并与相关试验数据进行验证,获得了梁跨高比和端板厚度等关键参数对钢框架梁柱子结构抗倒塌性能的影响规律,为同类连接方式的钢框架结构抗倒塌分析和设计提供参考.

短端板节点钢框架内填RC墙结构循环荷载试验研究

通过1榀两层单跨1∶3比例短端板连接的钢框架内填RC墙结构(简称PSRCW)循环荷载试验研究,介绍了PSRCW结构的破坏形态和破坏过程,分析了结构的滞回性能、刚度退化、延性、耗能、节点转动能力等.试验结果表明:PSRCW结构承载力高,抗侧刚度大,但耗能、变形和延性性能一般.在整个试验过程中,试件刚度退化均匀缓慢.试件中与钢梁相连的抗剪栓钉疲劳断裂后,内填墙转为主对角斜压传力.峰值荷载过后,承载力衰减较快,但仍具备较高的残余承载力,可作为第二道抗震防线.短端板节点具有良好的转动能力和抗拉能力,可避免半刚性节点的受拉破坏.

平齐端板连接半刚性框架-十字加劲钢板剪力墙抗震性能试验研究

对1榀单跨2层的平齐端板连接的半刚性框架—十字加劲钢板剪力墙进行了低周反复荷载试验研究,从耗能能力、承载力、延性和刚度退化等方面分析该结构体系的抗震性能和耗能机理。结果表明,该体系既可以发挥钢板剪力墙的刚度,又充分利用了半刚性框架的延性,有较高的水平承载力和良好的耗能能力,钢框架与钢板墙的协同工作良好。

钢框架齐平端板式梁柱节点的实用算法

为了使高强螺栓连接的钢框架齐平端板式梁柱节点计算更为合理，根据节点构造，综合考虑影响该类节点工作性能的各因素，建立计算模型并进行实用分析。

齐平式端板连接组合节点温度场分布研究

通过有限元方法分析了平端板组合节点连接在升温过程中的温度场分布情况,总结了端板组合节点在高温下温度分布特性,并且结合理论方法给出了此类组合节点温度场实用计算公式,为组合节点抗火性能研究奠定基础。

钢框架梁柱节点平齐式端板连接的数值分析

采用通用有限元程序ANSYS建立了平齐式端板连接节点的三维非线性有限元模型,并将有限元计算得出的弯矩-转角关系曲线和螺栓力与试验结果进行对比分析,验证了有限元模型的准确性。进一步分析计算了端板厚度、螺栓顶边距、螺栓水平间距、螺栓直径、柱加劲肋对平齐端板半刚性连接节点的弯矩-转角关系的影响,为平齐端板连接节点的设计提供了参考。

方钢管柱-H型钢梁单向螺栓平齐式端板连接节点性能研究

钢结构闭口截面中存在手无法越过的遮挡部位,而单向螺栓可以很好地解决钢结构闭口截面节点安装问题,因此为了详细探究单向螺栓连接梁柱节点的承载性能,以能够与试验现象和试验数据吻合的有限元模型为基础,通过改变试件截面参数,建立大量的有限元模型,分析柱壁厚度、端板厚度、螺栓直径、螺栓端距、螺栓边距、端板宽度、梁的高度对节点初始刚度及极限弯矩的影响.结果表明:柱壁厚度、梁高度、螺栓直径、螺栓端距、螺栓边距对节点初始刚度的影响较大.柱壁厚度、螺栓边距、梁的高度对节点极限弯矩的影响较大.通过参数化分析和基于三参数模型拟合出初始转动刚度、极限弯矩、形状系数的近似计算公式,描绘出单向螺栓平齐式端板连接的弯矩-转角曲线,并与有限元模型弯矩-转角曲线对比,结果表明:两条弯矩转角曲线吻合较好,从而验证了三参数模型的准确性.

高强钢平端板连接滞回性能模拟方法

为了满足高强钢平端板连接的滞回性能精细化分析和简化分析需求,分别基于实体单元和零长度单元进行了模拟方法研究.基于实体单元进行了隐式分析和显式分析模拟.在隐式分析滞回模拟中存在无法收敛问题;在显式分析模型中改进加载步设置规则,采用每个幅值设置单独加载步的方法,解决了同一加载步有多个加载幅值时的误差过大问题.针对零长度单元,提出了修正四折线模型以考虑对于高强钢平端板连接转动能力预测不可忽略的螺栓弯曲变形和梁翼缘转动两个因素;通过卸载刚度损伤指标取值体现高强钢连接和普通钢连接损伤退化规律的差异性并建立了基于Pinching4模型的简化分析模型.同时,平端板连接的数值模拟表明简化分析模型能较好地模拟滞回曲线中的滑移效应和捏拢效应.

正弯矩作用下平齐端板连接钢管混凝土节点的承载力计算

鉴于在半刚性钢管混凝土组合框架设计中缺乏平齐端板连接钢管混凝土组合节点在正弯矩作用下的抗弯承载力计算方法,基于力学平衡原理,利用塑性分析方法,考虑不同塑性中和轴位置,获得了在正弯矩作用下此类组合节点的承载力计算方法.将试验结果与所得计算公式进行比较,所得简化的计算方法具有一定的准确性,且偏于保守.研究表明,该计算方法可以用于半刚性钢管混凝土组合框架设计.

平齐端板半刚性组合节点的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对平齐端板半刚性组合节点进行有限元计算分析,结果与试验数据吻合,论证了数值模拟的有效性,分析了组合节点中纵向钢筋总面积及混凝土板厚度对组合节点初始转动刚度和抗弯极限承载力的影响,从而为这种节点的设计和应用提供了数值模拟的参考方法。

考虑力组合效应的钢框架端板连接力学行为

为研究不同力组合效应对平齐端板连接力学行为的影响,采用ABAQUS程序建立不同受力情况下连接的非线性简化有限元模型,通过与国内外典型试验结果对比分析,验证了有限元模型的可靠性。基于此通过考虑8种力组合因素的影响,分析了2种不同钢等级的梁柱节点力学行为,进一步讨论了EC3 Part 1-8规范的适用性。结果表明:简化有限元模型在弯矩-转角曲线、破坏形态、初始刚度和塑性抗力等方面与试验结果吻合良好。框架梁轴力对节点的力学行为影响显著,当轴拉力为20%的框架梁轴向塑性抗力N_(pl)时,高强钢节点的刚度和强度分别降低68%和52%;当轴压力为-20%N_(pl)时,刚度和强度分别增加89%和42%。此外节点的滞回耗能能力、破坏模式以及分类属性与梁轴力水平密切相关。对于高强钢梁柱平齐端板节点,EC3规范对框架梁轴压力的限值仍过于保守。研究结果对于提高结构的抗倒塌能力和组合力作用下的理论研究具有重要参考价值。

弯矩和轴拉力共同作用下梁柱平齐端板连接的弯矩-转角关系

半刚接钢框架内填RC剪力墙结构(SRCW)的梁端有较大的轴向拉力,梁柱连接受弯矩和轴拉力的共同作用。鉴于已有的梁柱连接研究均未考虑梁端轴拉力的影响,对弯矩和轴拉力共同作用下的梁柱平齐端板连接的弯矩-转角关系进行了研究。在有限元分析和已有的研究成果的基础上,提出了弯矩和轴拉力共同作用下梁柱平齐端板连接的抗弯承载力、初始刚度及弯矩-转角关系的简化计算方法。

框架梁柱平端板连接组合节点性能研究

对钢框架梁柱平端板连接组合节点进行了三维有限元模拟并用试验结果验证,进而对不同参数进行了分析,探讨了端板厚度、钢筋、螺栓、节点形式等对组合节点工作性能的影响。

平齐端板连接火灾下性能的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对高温下平齐式端板连接性能,节点的构造及节点参数的选取对结构的整体稳定性及节点破坏模式的影响进行了分析.发现:端板厚度对节点的初始转动刚度影响较大,载荷比对转角的影响较大;设置承压加劲肋可明显减小节点域内的塑性应变,改善柱腹板的受力状态,提高柱稳定性,从而保证钢框架整体的稳定性.