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。     

主管壁加厚方钢管T型节点滞回性能研究

为了研究主管壁局部加厚对方钢管T型节点滞回性能的影响,对一个主管壁局部加厚的方钢管T型节点试件和一个主管壁未加厚的方钢管T型节点试件进行试验测试和有限元模拟。试验中,通过控制支管的竖向位移对方钢管T型节点试件施加低周往复循环荷载,研究试件的变形和破坏模式,并进行相关抗震性能指标（延性系数和能量耗散）分析。试验结果表明：主管壁局部加厚能够明显改善节点的滞回性能,同时能够使节点由带有明显延性特征的断裂破坏转变为主管壁厚改变处的延性屈服破坏。利用有限元软件ANSYS对试验试件进行有限元模拟,结果与试验结果吻合较好。最后利用有限元软件分析了主管壁加厚方钢管T型节点加厚参数（主管的加厚长度l和加厚厚度Δt）对节点滞回性能的影响。分析结果表明：为了改善节点滞回性能,加厚长度不超过支管截面边长的3倍,加厚厚度不超过主管壁厚的0.8倍。     

主管夹层灌混凝土的K型搭接节点滞回耗能分析

为了探究主管夹层灌混凝土加强措施对圆钢管K型搭接节点滞回性能的影响,对1个主管夹层灌混凝土的K型搭接节点试件和1个未加强K型搭接节点试件进行低周往复拟静力试验,得到了节点的滞回曲线、骨架曲线、承载力、延性系数和能量耗散系数等抗震性能指标,试验结果表明:主管夹层灌混凝土,可有效提高节点的承载力、强度储备和耗能能力,但对节点的延性影响不大。利用ANSYS软件建立节点数值分析模型,模拟结果与试验结果吻合较好,并针对内套管钢材等级、主管钢材等级及混凝土等级开展有限元参数分析。分析结果表明:内套管钢材等级的增加不利于节点的滞回耗能,当采用Q235B时节点的滞回性能最好;当主管钢材等级为Q345B时,节点的各项性能均表现良好,滞回耗能能力最优;而混凝土等级对节点滞回性能影响较小,分析结果可为该类节点的优化设计提供一些参考。     

低周反复荷载作用下N型圆钢管相贯节点滞回性能研究

N型圆钢管相贯节点是钢管结构中常用的节点形式。为了研究不同几何参数对N型圆钢管相贯节点滞回性能的影响,针对不同的几何参数,支、主管直径比β,主管厚径比γ,两支管间隙比,两支管间的夹角,建立模型进行有限元分析,得到几何参数取不同值时,节点在低周反复荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线。通过有限元结果的对比与分析,得到不同几何参数对N型圆钢管相贯节点滞回性能的影响。     

新型装配式方钢管混凝土柱-H型梁空间节点滞回性能分析

提出了一种新型装配式方钢管混凝土柱-H型梁空间连接节点,设计了2个系列的节点试件,利用有限元软件ABAQUS对低周反复荷载作用下的试件进行模拟分析并与试验结果对比,结果表明有限元分析得到的节点破坏形态、滞回曲线与试验结果吻合较好。在此基础上,选取新型中层空间连接节点来研究此类新型空间节点的滞回性能,研究结果表明:平面节点与空间节点的破坏模式一致,均为梁端塑性铰破坏;角柱节点的滞回性能弱于平面节点,边柱与中柱节点的滞回性能与平面节点相似。     

T型方管节点滞回性能的试验研究

为了得到T型方管节点的滞回性能,为进一步研究方管结构的抗震性能打下基础。对轴向往复荷载作用下的12个T型方管节点进行试验研究。试验中6个节点采用弦杆两端约束的边界条件,其余6个节点采用弦杆中部约束的边界条件。得到节点试件的破坏模式和滞回曲线,以及用以评价节点抗震性能的主要参数(承载力、延性和能量耗散系数)。研究不同约束条件和几何参数对节点滞回性能的影响。将节点的极限承载力与单向荷载作用下我国规范公式(GB50017—2003)计算结果、CIDECT公式计算结果和有限元分析结果进行比较。结果表明:节点的破坏模式主要是受压时弦杆表面塑性变形和受拉时焊缝边缘开裂,导致在支弦杆交汇处被拉断;节点滞回曲线饱满,从节点域靠近弦杆侧壁的两侧开裂到节点完全破坏还有很大的耗能能力;焊缝尺寸对节点的滞回性能影响较大。     

方钢管混凝土柱-冷弯U形钢梁隔板贯通节点的试验研究及有限元分析

提出了一种新型的方钢管混凝土柱-冷弯U形钢梁连接节点形式——上翼缘增设加强板式隔板贯通节点。设置了常规隔板贯通节点试件与增设加强板的隔板贯通节点试件的低周反复荷载加载试验,通过ABAQUS软件对低周反复荷载作用下节点受力性能进行分析,并结合试验结果验证了有限元模拟的适用性与准确性。对比发现:有限元分析得到的节点破坏特征、滞回性能与抗震性能等与试验结果吻合较好。在有限元分析基础上,研究了柱的宽厚比、U形钢梁壁厚及贯通隔板上的浇筑孔大小等因素对隔板贯通节点的影响。结果表明:柱的宽厚比、U形钢梁壁厚对节点滞回性能有显著的影响,而贯通隔板上的浇筑孔大小对节点的滞回性能影响较小。     

含屈曲约束耗能件的钢框架节点抗震性能有限元分析

传统的钢框架节点地震时在焊缝位置易产生脆性破坏,且在震后难以修复。为此,提出了一种含可更换屈曲约束耗能件的钢框架节点,用于提升节点的抗震性能和功能可恢复性。采用有限元软件ABAQUS对该节点的抗震性能进行数值模拟,分析了约束板间隙、约束板厚度、核心板削弱程度参数对该节点滞回性能的影响。结果表明:本文提出的节点具有稳定饱满的滞回性能;屈曲约束耗能件中的核心板率先屈服耗能,控制主体梁柱在大位移角下仍保持弹性。参数化分析结果表明:当约束板间隙较大时,节点滞回曲线饱满程度降低;约束板的厚度在设计时建议大于核心板厚度;核心板削弱程度影响节点承载能力和损伤控制效果。     

带内隔板的方钢管混凝土柱-翼缘削弱型钢梁节点抗震性能研究

梁柱节点作为结构受力的关键部件,对结构体系的受力和抗震性能至关重要。在合理选取混凝土及钢材材料模型的基础上,本文采用ABAQUS有限元软件建立了方钢管混凝土柱-翼缘削弱型钢梁(RBS)内隔板式节点数值分析模型,分别进行了单调加载和往复加载下滞回性能的数值模拟,并将有限元模型计算结果与已有试验结果进行了对比,总体上吻合良好。基于此数值模型,对该类节点在低周往复荷载作用下的滞回性能进行了分析对比,并研究了翼缘削弱深度对RBS节点抗震性能的影响。结果表明,对梁翼缘进行削弱,不仅符合"强柱弱梁"的设计要求,还能明显改善普通钢管混凝土柱-钢梁内隔板式节点的延性,提高其抗震性能。并根据计算结果,本文对翼缘削弱深度的取值给出了初步建议。     

钢管K形变径加强节点受力性能研究

为了研究K形节点主管变径加强连接在大跨度钢管结构中的受力性能,采用有限元软件ABAQUS对K形变径加强节点进行了3种增强模式的承载力和滞回性能的研究:增加管径及壁厚、整体只增加管径和整体增加管径及壁厚,通过比较对K形变径加强节点的受力性能作出评价;并结合公式法的计算结果,分析产生误差的原因。研究结果表明,K形变径加强节点的承载能力明显优于普通节点的承载能力,具有较好的滞回曲线和骨架曲线,表现出良好的抗震性能,研究结果可为工程设计提供参考依据。     

内置加劲板加固T型方钢管节点试验研究

为了研究内置加劲板加固对T型方钢管节点的影响,对1个未加劲节点和1个内置加劲板加固节点进行了拟静力滞回性能试验,结果表明:加固后的节点滞回曲线更加饱满;节点的极限承载力、延性系数比未加固节点明显增加,具有更好的抗震性能。     

装配式方钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能有限元分析

提出一种新型装配式方钢管混凝土柱-钢梁节点,为研究该类节点的抗震性能,基于ABAQUS建立了 9个新型装配式节点的有限元模型,分析比较了轴压比、端板厚度和竖向肋板宽度对节点抗震性能的影响,对节点的滞回曲线和骨架曲线、延性和耗能能力、刚度退化等抗震性能进行了对比分析.结果表明:在0.3～0.6范围内提高轴压比,节点的极限...     

高强钢组合K型偏心支撑框架抗震性能数值分析

对一个单层单跨剪切屈服型高强钢组合K型偏心支撑框架试件的滞回性能进行了低周往复循环试验研究,并且建立了多个层数不同的高强钢组合K型偏心支撑框架和Q345钢K型偏心支撑框架有限元模型,对其滞回性能进行了非线性数值分析,对两种结构的承载力、强度退化、刚度退化、延性、耗能能力以及用钢量进行了对比。研究表明:在满足抗震要求的前提下,高强钢组合K型偏心支撑框架的抗震性能良好,略差于相同设计条件下Q345钢K型偏心支撑框架的,但是构件截面较小,可以节省钢材、降低造价,具有较高的经济效益。     

侧板加强式梁柱节点抗震性能研究

采用ANSYS软件建立了非线性有限元分析计算模型,对侧板加强式梁柱节点的抗震性能进行了研究,分析了侧板长度对连接性能的影响。结果表明,侧板加强节点滞回性能优于普通无侧板节点,节点承载力也大大提高。侧板加强节点滞回曲线稳定、饱满,这种连接表现出了较好的耗能能力。     

方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点抗震性能

为研究方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点的抗震性能,利用有限元分析软件ABAQUS建立了该节点的有限元模型。通过对已有试验中的圆钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点抗震性能的模拟分析,验证了有限元计算结果的正确性,进而对方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点的受力性能进行了数值模拟分析,研究了该节点在低周循环荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线及节点延性;同时考察了柱内型钢含钢率、柱轴压比和环梁配筋率对节点抗震性能的影响。结果表明:方钢管约束型钢混凝土柱-RC环梁节点的滞回曲线饱满,具有良好的抗震性能;在节点核心区设置环梁后,节点试件的最终破坏模式为梁端形成塑性铰破坏,环梁对节点核心区保护作用明显,满足"强柱弱梁"及"强节点、弱构件"的抗震设计原则;随着柱内型钢含钢率及环梁配筋率的降低,节点试件的最大荷载、延性系数和抗震性能均有所降低,且强度退化加快;轴压比对节点抗震性能影响较大,当轴压比从0.31增加至0.63时,节点试件的延性系数从4.14降低至2.12,最大荷载降幅高达15.16%。     

方钢管混凝土柱—钢梁抗震性能分析

介绍了套筒连接方钢管混凝土柱和钢梁的新型半刚性节点形式特点,通过ABAQUS有限元模拟循环加载方式,分析了此节点在改变套筒厚度下的节点受力机理,研究了此类节点的滞回曲线与骨架曲线等,得到了该节点的抗震性能。     

翼缘削弱断面梁与箱形加强式工字形柱弱轴连接节点的抗震性能分析

为研究翼缘削弱断面(RBS)梁与箱形加强式工字形柱弱轴连接异型节点的抗震性能,建立了1个RBS型节点模型和1个标准型节点模型,运用有限元软件ABAQUS进行循环荷载作用下的有限元分析。通过对比分析两个模型的破坏形态、应力分布、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、承载力、延性系数和耗能性能等,研究表明:RBS型异型节点具有很好的延性、耗能能力和抗震性能等,满足抗震设计中"强柱弱梁、强节点弱构件"的要求。     

腹板开孔-翼缘削弱型刚性节点的数值研究

1994年北岭地震以来,翼缘削弱型节点和腹板开孔型节点成为抗震节点的传统形式。滞回试验表明,这两种节点均具有良好的抗震性能。介绍腹板开孔-翼缘削弱型节点在往复荷载作用下的非线性有限元分析。结果表明,这种节点形式比传统节点抗震性能更好。研究了节点域强度,连续板及开孔长度的影响。     

钢框架T型钢连接节点的受力性能研究

通过拟静力试验以及有限元ALGOR程序,对钢框架T型钢连接节点进行了低周反复荷载作用下试验研究和非线性有限元分析,研究了T型钢连接节点的破坏形式、受力性能。分析结果表明:T型钢连接节点具有较好的延性,翼缘刚度的不同对延性影响较大;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耗能作用;翼缘的厚度对T型钢连接强度的影响较大。     

节点域箱型弱轴连接全焊加强型节点抗震性能分析

为了更全面地对比分析节点域箱型弱轴连接不同局部加强型节点的抗震性能,以及局部构造对节点的抗震性能及破坏形态的影响。采用有限元软件ABAQUS建立多种不同局部加强型节点有限元模型,并将不同局部加强型节点与标准型节点在承载能力、滞回性能、刚度、断裂指数、退化性能、破坏形态及塑性铰形成位置等方面进行对比分析,同时结合国内节点域箱形弱轴连接研究课题组的试验和已有的焊接节点试验,验证了有限元模拟的准确性。研究结果表明:节点域箱型弱轴连接节点局部构造形式可以改善节点的破坏形态,实现塑性铰的外移,防止节点脆性断裂;采用节点域箱型弱轴连接的节点形式,同时考虑抗震及经济性等指标,腋板加强型节点承载力及刚度有较大的提高且滞回曲线饱满,耗能性能及延性也较好。因此建议节点域箱型弱轴连接的节点应采用腋板加强型节点。