可更换梁段腹板开孔的梁柱节点滞回性能研究

为解决钢框架梁柱节点焊缝脆性破坏及震后修复问题,提出一种带腹板开孔型可更换梁段的钢框架梁柱节点。通过ＡＢＡＱＵＳ建立有限元分析模型,分析腹板开孔半径和开孔位置对新型节点滞回性能的影响。结果表明:所有模型的塑性铰均出现在可更换耗能梁段处,非耗能梁段基本处于弹性阶段,能在震后实现可更换耗能梁段的修复。研究表明,新型节点的承载力随腹板开孔半径的增大而减小,腹板开孔半径对新型节点滞回性能影响较小。给出腹板开孔半径和开孔位置的取值范围,为工程设计提供参考。     

两跨三层型钢超高强混凝土框架抗震性能试验研究

为研究型钢超高强混凝土框架的抗震性能,在恒定轴向压力和往复水平荷载作用下对一榀两 跨三层的型钢超高强混凝土框架进行试验研究,观测其破坏形态,得到框架试件的荷载—位移滞回曲 线,分析了型钢超高强混凝土框架的破坏机制、滞回性能、延性、耗能能力、强度及刚度退化等力学性能。 结果表明:本框架试件基本实现了梁铰破坏机制,在试验轴压比高达０．３８的条件下,试件的滞回曲线圆 润饱满,位移延性系数为４．３２～６．０６,极限破坏时的等效黏滞阻尼系数达到０．２９５,框架试件的强度和刚 度退化较为平缓,说明其具有良好的变形性能和耗能能力,即型钢超高强混凝土框架的抗震性能优良。     

装配式钢结构住宅半刚性节点抗震性能的试验研究

针对目前半刚性节点在装配式钢结构住宅项目中的应用数据和经验不足的问题,为达到结构延性设计的目的,进行了足尺寸梁柱节点拟静力试验研究,获得了节点试验破坏过程、节点破坏模式、承载性能及滞回性能。试验结果表明:角钢钢肢厚度与破坏模式对承载力影响较大,替换角钢对节点承载力影响不大;角钢钢肢厚度、修复性替换角钢以及破坏模式的不同均会影响刚度;提高角钢钢肢厚度会降低节点延性;角钢钢肢厚度和梁腹开孔控制距离后对耗能影响并不大。该节点构造简单,造价合理,可用于地震区的抗震设计和震后建筑物的修复。     

轴压比对SRHC柱-RC梁框架边节点抗震性能试验研究

为研究轴压比对型钢超高强混凝土柱-钢筋混凝土梁(SRHC柱-RC梁)框架边节点抗震性能影响,通过对3个试件进行拟静力加载试验,得到了试件在低周反复荷载作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性性能及耗能能力。试验结果表明轴压比对试件的破坏形态有着显著的影响,轴压比为0.25时,试件发生延性较好的梁端塑性铰区破坏;轴压比为0.38时,试件发生节点核心区剪切破坏并伴随梁端形成塑性铰;轴压比为0.45时,试件破坏过程明显缩短,发生典型的节点核心区脆性破坏;试验轴压比为0.25时,试件的滞回环饱满程度较为理想,骨架曲线下降段较平缓,轴压比提高到0.38时,位移延性系数降低幅度高达53%,同时等效黏滞阻尼系数也相应的降低了20%左右,说明试验轴压比越大,试件的延性性能越弱,抗震耗能能力越差。更多还原     

基于螺栓连接的装配式钢筋混凝土梁柱节点抗震性能研究

为研究装配式混凝土框架节点的抗震性能,提出一种基于局部钢套筒与混凝土组合结构形式的梁柱节点,通过螺栓来实现构件间的可靠连接,对其进行了拟静力试验研究,在试验研究的基础上通过ＡＢＡＱＵＳ软件对结构节点在低周往复加载作用下进行数值分析,并与试验数据进行对比,验证有限元分析的合理性。并采用所建模型增加影响参数范围,分析了相同轴压比下梁纵筋配筋率、端板厚度、加劲肋设置以及螺栓数量对试件的刚度、屈服荷载和极限荷载、耗能等性能的影响。研究结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合较好;纵筋配筋率增加时,节点的承载力、刚度显著提高,但延性和耗能能力降低;通过设置加劲肋,节点的极限承载力、延性、等效黏滞阻尼系数均提高;合理的选择端板厚度,可以使梁内钢筋、预埋的端板和混凝土协同工作,增强节点抗震性能;减少一定数量的螺栓,构件仍能保持可靠连接。     

钢框架-轻钢龙骨隔墙体系抗侧力数值模拟分析

近些年钢结构住宅体系得到了很快的发展,对钢结构墙体的研究也逐渐深入。运用有限元软件模拟刚性连接的钢框架与轻钢龙骨的组合结构体系,研究其抗侧力性能。对变化轻钢龙骨隔墙形式的3组模型进行低周往复加载数值模拟,得到其滞回曲线、骨架曲线、承载力、初始刚度及结构的耗能性能,对比分析了轻钢龙骨隔墙及钢框架的连接方式对墙体的影响。模拟结果表明:龙骨外加蒙皮大幅度增加了墙体的承载能力、结构刚度;结构承载力及刚度由轻钢龙骨与蒙皮之间的连接构件强度确定;刚性连接钢框架的初始刚度及承载力高于半刚性连接钢框架。更多还原     

抗冲切元件对板柱节点受力性能的影响

为了研究不同抗冲切元件对板柱节点的破坏形态、刚度和延性的影响,用ＡＢＡＱＵＳ有限元软件 对配有六种不同抗冲切元件并受不平衡弯矩作用的板柱节点进行有限元分析,研究结果表明:抗冲切锚 栓不仅能有效的提高节点的受冲切承载力,又能改善节点延性;普通抗冲切剪力架可明显提高节点抗冲 切性能,腹板开洞的剪力架可改善节点的延性。设抗冲切元件后,各试件实现冲切面的外延,破坏面发 生在元件内或元件外,对板柱节点实际工程施工提供理论指导。     

CFRP布加固榫卯节点M-θ滞回曲线定性分析

为更好地保护古建筑,采取拟静力加载方法,定性研究了CFRP布(Carbon Fibre Reinforced Plastic)加固榫卯节点的抗震效果。以故宫太和殿某开间梁柱框架为原型,制作了1∶8缩尺模型。采取水平低周反复加载方式,首先进行未加固节点抗震性能试验,在此基础上采用CFRP布包裹各榫卯节点,进行加固后节点对比试验。基于试验获得的节点M-θ滞回曲线,对每一个滞回环曲线的承载力、刚度、延性、耗能等力学参数变化进行了详细对比论述,定性评价了CFRP布加固榫卯节点的抗震效果,并进行了量化分析验证。结果表明:榫卯节点加固前具有较好的延性与耗能性能,其主要抗震缺陷包括较低的承载力、较差的转动刚度;与未加固节点相比,CFRP布加固后的榫卯节点可弥补上述不足,且加固后的节点仍具有较好的延性和耗能性能。     

型钢超高强混凝土框架不同剪跨比抗震性能试验研究

为了研究型钢超高强混凝土框架的抗震性能及剪跨比对整体结构的影响,共进行了2榀单层单跨框架结构抗震性能试验对比分析,研究的主要目的是验证不同剪跨比型钢超高强混凝土框架结构的抗震性能。并且通过试验得到不同剪跨比下的破坏形态、P －Δ滞回曲线、骨架曲线、位移延性系数、强度退化、刚度退化、耗能能力。结果表明：剪跨比2的框架结构柱的破坏现象严重,其强度,刚度退化快,能量耗散能力低。     

后掺骨料混凝土短柱抗震性能试验研究

通过对不同后掺率、不同轴压比的后掺骨料混凝土短柱进行低周往复荷载试验,分析试验中短柱的滞回曲线、承载能力及位移延性、耗能能力、刚度及强度退化等抗震性能。试验结果表明:后掺骨料混凝土短柱的主要破坏形式均为剪切破坏,有相似的破坏过程和破坏特征;随着轴压比的增大,试件承载力有所提高但延性系数下降;荷载-位移滞回曲线大致呈梭形;试件达到峰值荷载后,承载力下降、耗能和延性性能变差。与普通混凝土相比,后掺骨料混凝土短柱的延性系数有所提升,后掺率为10%的试件抗震性能最佳。     

ＣＦＲＰ布加固榫卯节点Ｍ－θ 滞回曲线定性分析

为更好地保护古建筑,采取拟静力加载方法,定性研究了ＣＦＲＰ布（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｒｅＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ） 加固榫卯节点的抗震效果。以故宫太和殿某开间梁柱框架为原型,制作了1∶8缩尺模型。采取水平低 周反复加载方式,首先进行未加固节点抗震性能试验,在此基础上采用ＣＦＲＰ布包裹各榫卯节点,进行加 固后节点对比试验。基于试验获得的节点Ｍ－θ 滞回曲线,对每一个滞回环曲线的承载力、刚度、延性、 耗能等力学参数变化进行了详细对比论述,定性评价了ＣＦＲＰ布加固榫卯节点的抗震效果,并进行了量 化分析验证。结果表明:榫卯节点加固前具有较好的延性与耗能性能,其主要抗震缺陷包括较低的承载 力、较差的转动刚度;与未加固节点相比,ＣＦＲＰ布加固后的榫卯节点可弥补上述不足,且加固后的节点 仍具有较好的延性和耗能性能。     

门式刚架端板斜放连接滞回性能有限元分析

为研究门式刚架端板斜放连接节点的连接性能,对6个不同构造端板连接模型,在恒定竖向荷载和循环水平荷载作用下的抗侧移刚度和承载能力等性能进行了非线性有限元分析,研究其端板厚度、螺栓布置以及螺栓直径等参数对节点连接的承载能力和刚度的影响。结果表明,在循环荷载作用下,滞回曲线呈平行四边形,构件梁端的极限承载弯矩是设计弯矩值的1.68~1.74倍,构件梁端先于柱端进入塑性。门式刚架结构的刚度退化较慢,结构具有足够的安全系数。     

浆锚连接集束配筋装配式柱抗震性能数值模拟分析

通过有限元软件ＡＢＡＱＵＳ建立浆锚连接集束配筋装配式柱在循环荷载下的有限元计算模型，并将模拟计算结果与试验进行对比分析，研究装配式柱构件抗震性能，分析了轴压比、搭接长度以及搭接间距等因素对柱构件承载性能和耗能性能的影响。模拟结果表明:模拟所得滞回曲线与试验数据吻合较好，且试件均为弯曲破坏模式；随着轴压比的增加，其水平承载能力增大，但延性性能降低；随着搭接长度的增大，其承载性能和耗能性能先增加，后缓慢提升，表明适量增大搭接长度可提高构件抗震性能；而随着搭接间距的变化，各模型的承载能力变化不大，说明此因素对滞回性能影响较小。通过数值模拟分析，模拟结果可以对试验数据进行验证，并进行拓展分析，以便更全面地进行概括分析，得出结论。     

基于热轧抗震阻尼钢的防屈曲支撑有限元分析

针对传统防屈曲支撑芯材单一材料对支撑整体性能带来的局限性,提出开发了一种新型材料热轧抗震阻尼钢,将其与低屈服点钢ＬＹ160组合成十字型芯材,从而提高了支撑的累计塑性变形的能力和延性。运用有限元软件ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ对其进行数值模拟计算,分析了两种材料不同配比下,对于支撑性能的影响。研究结果表明:低屈服点钢可以降低支撑的屈服点,使支撑快速进入屈服状态,提高支撑的延性和累计塑性变形的能力,热轧抗震阻尼钢可以提供较高的抗拉强度和塑性,保证支撑在中强震下不失稳破坏;该类新型防屈曲支撑滞回曲线饱满,承载力高,耗能性强,当阻尼钢占比达到50％ ～65％时,防屈曲支撑具有更优越的性能。     

用角钢外传力的钢管柱框架节点性能分析

实际工程施工中,钢管柱标高定位的错误时有发生,导致柱内隔板与柱外梁截面错位,使得内隔板失效,柱壁直接承受梁端传来的拉压力和剪力,节点性能急剧下降。针对实际工程柱标高错误的情况,利用有限元软件 ＡＢＡＱＵＳ建立 16个四等高梁钢管柱 －钢梁框架加固型节点模型进行对比。通过对荷载 －位移曲线、Ｍｉｓｅｓ路径应力分布及柱外壁路径变形的分析,讨论角钢传力件不同参数对钢框架节点工作性能的影响。结果表明:在一定范围内角钢边厚和变宽的增加以及棱角间距的减小可以明显改善节点性能,超出范围改善则不明显。角钢传力件参数建议取值为:梁翼缘厚度为边厚,0．8倍的梁翼缘宽度为边宽,棱角间距取为梁翼缘厚度。依此可显著提高框架节点的承载能力,明显降低梁柱交接焊缝处应力,有效地约束节点柱壁处的凹凸变形,塑性铰外移,从而使节点在承受荷载时不会首先破坏,实现了强节点弱构件的目的。     

钢板混凝土复合加固铁路重力式桥墩抗震性能研究

为探究钢板混凝土复合加固震后铁路重力式桥墩的抗震性能,制作配筋率为0.5%的桥墩缩尺模型进行拟静力试验。将模型墩底破坏区域采用钢板混凝土复合加固,对加固后的桥墩模型通过周期往复荷载试验来研究桥墩破坏形态,从滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、刚度退化及位移延性等参数分析其抗震性能,并建立有限元模型进行验证。试验结果表明:（1）模型试件中钢板加固桥墩模型墩身部分作为过渡区,避免了加固面受集中力影响导致的破坏面转移;（2）采用钢板混凝土复合加固,可有效提高模型试件的刚度、耗能和承载能力,明显提升了桥墩的抗震能力。该加固方案可用于震后铁路重力式桥墩的修复。     

考虑损伤累积效应的SRHSHPC框架节点滞回模型研究

为考虑反复荷载作用下累计损伤对型钢高强高性能混凝土(SRHSHPC)框架节点力学性能的影响,进行了分析研究。该文将损伤指标引入到考虑软化段的三线型滞回模型中,建立了考虑损伤累积效应的SRHSHPC框架节点荷载-位移滞回模型,并分析了轴压比和混凝土强度对节点强度退化的影响。结果表明,理论计算与试验结果吻合较好;加载后期轴压比大的节点强度退化较快;混凝土强度高的节点加载前期强度退化较小;其受力后期抵抗位移以及荷载循环次数的能力大大下降。考虑损伤累积效应的滞回模型较为准确地模拟了SRHSHPC框架节点在反复荷载作用下的滞回性能,反映了框架节点产生损伤后其强度和刚度的退化规律,可为SRHSHPC结构的非线性地震反应分析提供理论依据。     

钢骨超高强混凝土框架结构恢复力模型研究

鉴于目前缺乏钢骨超高强混凝土（ＳＲＵＨＳＣ）框架结构的恢复力计算模型,基于ＳＲＵＨＳＣ框架结构低周反复加载试验结果,提出了考虑加载循环退化效应的ＳＲＵＨＳＣ框架结构恢复力模型,运用ＭＡＴ- ＬＡＢ编写了相应的计算程序。通过对比Ｐ－Δ滞回环以及等效黏滞阻尼系数ｈｅｑ、耗能比ζ、功比指数Ｉｗ三个抗震耗能参数的模拟值与试验值,结果表明,滞回环及各参数的吻合度均较好,该恢复力模型可较为准确地反映ＳＲＵＨＳＣ框架结构的主要受力特征,可为ＳＲＵＨＳＣ框架结构的抗震性能研究提供一定的理论依据。     

内填冷弯薄壁型钢组合墙体钢框架体系滞回性能研究

内填冷弯薄壁型钢组合墙体钢框架体系是在冷弯薄壁型钢住宅结构应用过程中产生的新型结构体系,目前国内外对该结构体系鲜有研究?为了研究该体系的滞回性能,利用ANSYS有限元软件建立了该结构体系的有限元模型,并对其进行水平循环加载,对该结构体系的耗能能力和剪力分配进行了分析?研究结果表明,该结构体系具有良好的耗能能力;加载初期主要由组合墙体耗散能量,加载后期,钢框架为主要的耗能构件;与钢框架相比,组合墙体的剪力分担率较高,并在后期不断增大?     

钢管混凝土框架高强螺栓—端板节点的性能研究

穿芯高强螺栓—端板节点具有工厂化生产、现场组装、混凝土浇筑方便的特点。为研究钢管混凝土框架高强螺栓—端板节点的性能,该文应用ANSYS有限元软件对其进行三维实体建模,采用循环荷载对其进行了材料、几何、接触三重非线性有限元分析。结果表明,采用该节点的框架具有良好的延性和耗能能力,轴压比和混凝土强度对框架性能影响较大,降低高强螺栓预拉力对框架受力性能影响较小。该节点具有比传统内隔板式节点更好的力学性能和抗震性能。