方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点的受力性能分析

基于方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点抗震性能试验,利用通用有限元软件ABAQUS建立试验中4个试件的有限元模型：核心混凝土采用ABAQUS中的混凝土损伤塑性模型,该模型考虑了混凝土在反复荷载下的刚度退化.通过对模型的荷载-位移全过程分析,将计算结果与试验结果对比可知,两者吻合较好,说明用该模型进行方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点的全过程分析是可行的.此外,用该模型分析了不同参数对此类节点荷载-位移曲线的影响规律,可为设计提供依据.     

新型钢管混凝土柱-钢梁节点非线性有限元分析

针对以往钢管混凝土柱梁节点受力性能及应用中的缺陷,提出梁通柱断式新型加强环节点型式。通过ANSYS有限元软件分析其受力性能、节点破坏形态、承载力以及节点各参数对其约束刚度的影响,证明其能够实现“强柱弱梁”和塑性铰形成于环与梁交角处的抗震设计理念,具有较好的适用性。     

新型方钢管混凝土柱-钢梁节点分析

通过建立新型方钢管混凝土柱—钢梁节点的三维非线性有限元计算模型，分析了四种不同的外部加劲式节点的受力性能，比较了新型节点的有限元分析结果和试验结果，其有限元计算值和试验值吻合得较好。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点非线性有限元分析

利用非线性有限元软件ANSYS,对钢材采用Von-Mises屈服条件和双线性随动强化本构关系,对混凝土采用前人总结的弹塑性本构关系,对混凝土裂缝和高强螺栓连接的面-面接触等问题采用ANSYS提供的判别准则,采用三维实体单元对带内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点进行了三维建模,模拟分析了钢管混凝土柱中钢材、混凝土强度等级等因素在单调加载和低周反复加载下对节点受力性能的影响,并对节点抗震指标进行了分析比较,得到的有限元分析结果可供试验和设计参考。     

钢管混凝土组合加强环节点有限元分析

提出了一种钢管混凝土柱与钢梁连接的新型组合加强环式节点,即钢管混凝土柱与钢梁连接上环采用外加强环、下环采用新型加强环的组合节点形式[1].通过用有限元软件Ansys10.0对三组不同环板宽度试件的局部模型进行非线性分析,讨论了节点的应力传递肌理,得出环板宽度是影响环板受力性能的主要因素,承载力随着环板宽度的增大而增大这一结论.     

方钢管混凝土柱-穿筋钢梁节点有限元分析

基于大型有限元分析软件ABAQUS,研究在低周反复荷载作用下新型钢管混凝土结构节点——方钢管混凝土柱与钢梁的穿筋节点的力学性能,并将计算值与试验值进行对比,验证非线性分析方法的有效性。建立同时考虑几何非线性、材料非线性的有限元分析模型,分析在低周往复荷载下该节点的破坏模式、承载力、延性及耗能能力等。计算值与试验值吻合度较高,验证了有限元分析模型的准确性,并进一步分析了该节点的力学性能。计算结果发现滞回曲线饱满,位移延性系数理论值介于3.79~4.91,耗能比理论值均大于0.9。新型穿筋节点传力路径明确,延性及耗能能力较好,有限元分析模型能够较好地模拟该节点的力学性能,为进一步研究和改善该节点提供更方便、经济的方法。     

方钢管混凝土柱-焊接腹板削弱钢梁节点选型及设计

根据钢框架强柱弱梁、强节点弱构件的抗震设计原则,常采用削弱梁将梁端塑性铰外移至削弱区域。本文采用三维非线性有限元分析腹板开孔的削弱梁形式,并和传统的狗骨式节点（RBs）受力性能进行对比,通过各种节点的承载力与应力分布情况比较提出两种有效的梁腹板削弱构造形式（腹板开圆孔和长圆孔）,并且参照国家规范给出了此类节点的设计建议方法。     

方钢管混凝土柱—钢梁外隔板式节点非线性有限元分析

选择合适的材料本构模型,利用三维实体单元,对方钢管混凝土柱-钢梁外隔板式节点建立了同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元分析模型,模拟分析了单调加载下节点的受力性能,较为精确地分析了节点区应力分布.结果表明,由有限元模型所得的位移曲线与试验所得的低周反复荷载作用下的骨架曲线极为相似,由有限元模型所得的应变分布和发展规律与试验结果一致.外隔板式节点的梁端弯矩一部分通过柱腹板两侧隔板传递到柱钢管腹板和核心混凝土,另一部分则主要通过柱角两内侧各0.25倍柱宽范围内的隔板直接传递给柱钢管翼缘和核心混凝土,柱角附近的隔板出现严重的应力集中,节点因受压翼缘屈曲、梁翼缘变截面最窄处形成塑性铰而破坏.节点核心区混凝土符合斜压杆受力机制.     

钢管混凝土柱与钢梁连接节点非线性有限元分析

本文主要围绕矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点的非线性有限元分析展开,采用有限元分析软件ANSYS,初步解决了该种类型节点有限元分析的关键问题。计算结果与试验结果的对比表明,本文采用的分析方法,可以比较准确地预测低周反复荷载作用下矩形钢管混凝土柱与钢梁连接节点的滞回特征,可用于类似结构的计算分析及其受力机理的探讨。     

削弱梁端的方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点的有限元分析

对内隔板式方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点提出了三种新型的梁端削弱方式,应用通用程序ANSYS对其进行三维非线性有限元分析,将计算结果与无削弱节点、狗骨式节点的分析结果进行对比。研究结果表明:翼缘开孔和翼缘腹板同时开孔的削弱方式能使梁端塑性铰明显外移,防止连接节点脆性破坏,可供实际工程设计参考。     

方钢管混凝土轴压短柱承载力分析

采用统一强度理论,对方钢管混凝土轴压短柱进行研究,提出一种方钢管混凝土轴压短柱极限承载力的简化计算方法,与国内外大量试验数据进行比较,结果符合良好,验证了理论公式的正确性。该结果为方钢管混凝土轴压短柱的承载力计算提供了一定的理论依据,可供有关工程参考。     

半刚性连接钢框架变形的有限元研究

应用大型有限元程序ANSYS建立模拟钢框架梁柱节点半刚接的模型,施加荷载并进行了计算,通过对半刚性节点连接钢框架的变形分析,总结出半刚性连接框架节点的不同刚度值对框架变形的影响。结果表明,半刚性框架节点刚度的大小将直接影响结构的变形大小。     

半刚性连接钢管混凝土框剪结构的有限元分析

采用通用有限元分析程序ANSYS建立了半刚性连接钢管混凝土框架剪力墙结构的有限元模型,探讨半刚性连接对框剪结构周期、位移和内力等的影响。分析结果表明：半刚性连接使得结构的基本自振周期增大,对高阶振型自振周期的影响很小;半刚性连接增大了结构的位移及剪力墙的弯矩和剪力,但使得框架的剪力有所减小。提出了考虑半刚性连接的设计建议,可供工程设计人员参考。     

圆钢管混凝土梁柱节点有限元分析

本文用有限元软件Ansys对圆钢管混凝土柱—钢梁节点局部模型进行非线性分析,讨论了节点的应力传递机理,梁翼缘及钢管壁变形规律。     

下承台式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点试验研究及非线性有限元分析

针对深圳福田区大型地下车站底层主体结构的工程建设提出一种新型的下承台式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点构造形式。首先根据相似性原理,对其进行了正常使用工况和极限工况下的单调加载试验和破坏试验;分析该节点形式的变形、应变、裂缝的开展,破坏形态以及最终承载力能否满足设计要求;然后在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,利用大型有限元分析软件ANSYS对此试件进行非线性数值模拟,试验结果与有限元结果吻合较好。研究表明:该节点传力路线明确,受力性能良好;承台的存在增强了节点的整体性,改善了节点的受力性能;此新型节点能满足正常使用工况下的承载力设计要求,根据分析结果改进后的新型节点已经用于实际工程实践。     

方钢管混凝土柱-钢梁竖向加劲板式节点参数分析

在合理选择材料本构关系、破坏准则的基础上,采用通用有限元软件ANSYS对方钢管混凝土柱-钢梁竖向加劲板式足尺节点进行非线性有限元参数分析。探讨在单调荷载作用下,竖向加劲板的长度和高度、梁翼缘斜率对方钢管混凝土柱-钢梁竖向加劲板式节点的受力性能影响。结果表明:加劲板的长度和高度对节点的承载力、延性的影响明显;加劲板高度Hs应大于梁宽,但宜不大于梁宽的1.2倍;梁翼缘斜率ctanα建议取3≤ctanα≤4为宜。     

梁柱角钢连接的滞回性能分析

利用ANSYS软件建立三维有限元模型,通过非线性分析研究角钢连接的滞回性能和抗震性能。在分析过程中分别考虑角钢厚度、加劲肋厚度以及螺栓间距对节点的影响,并得出各种影响因素对应弯矩-转角曲线,通过曲线的比较确定其对滞回性能的影响。最后分析得到:角钢厚度的增大可以较大提高连接的承载力和初始刚度;螺栓间距的减小对连接承载力和初始刚度影响较大;加劲肋厚度的变化对连接性能的影响较小。     

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。     

腹板削弱型节点参数设计及梁单元刚度矩阵研究

实际工程中通过合理设计洞口尺寸可以迫使塑性铰在梁削弱截面处出现,避免节点先于构件发生破坏,保证结构的整体性使其免于倒塌,同时又可使室内管线从腹板空腔内通过,降低建筑层高,提高经济效益。在综合考虑了梁翼缘对腹板的约束要求、削弱截面处腹板的抗剪强度要求、梁端柱面处与削弱处截面的抗弯能力比以及防止受压板件局部失稳,可以确定矩形洞口尺寸大小和削弱截面距离柱表面的距离。梁腹板开洞后必然影响框架梁单元的刚度矩阵,从而影响结构的内力与位移。因此,有必要对腹板开矩形洞口框架梁单元的刚度矩阵进行研究。为了减少计算工作量,将梁单独作为一个杆单元,利用虚功原理推导其弹性刚度矩阵,并通过一算例与有限元结果进行了比较,两者结果吻合良好。