刚性-半刚性混合节点钢框架性能的初步研究

基于钢框架ANSYS有限元模型,对刚性、半刚性节点钢框架和刚性-半刚性混合节点钢框架在静载和动载下的受力与变形进行了对比分析,得出:刚性-半刚性混合节点钢框架在风载作用下的侧移量较接近于刚性框架;在地震作用下其各层的位移规律明显好于刚性框架,幅值介于刚性和半刚性框架之问,基本呈收敛状态.     

钢框架梁柱连接半刚性节点研究综述

半刚性钢框架是由梁与柱采用半刚性连接的钢框架．由于节点处在复杂应力状态下且对结构整体影响较大,半刚性节点连接具有良好的耗能抗震和塑性变形能力,因此半刚性节点连接设计尤为重要．     

刚性钢框架异型节点性能及设计方法

为研究大型火电厂主厂房钢框架异型节点的受力性能,以轴压比及柱两侧梁截面高度比为设计参数,制作了6个缩尺比为1：4的异型节点试件,对其进行了低周反复加载试验。基于试件破坏规律分析了影响节点域承载能力的主要因素,通过对节点域进行分区并依据力学原理推导了该类型节点域的设计计算公式,将计算结果与试验结果进行比较,两者差值在18％左右,表明论文所提出的刚性钢框架异型节点域的设计方法是可行的,对节点域的设计计算有助于保证强节点要求。     

半刚性节点钢框架系统的强度可靠性分析

为了更为准确地评估钢框架系统可靠性,将实际的半刚性连接节点视为转动弹簧单元,推导了半刚性梁元节点失效的减缩刚度矩阵和等效节点力公式.采用分枝限界法研究了半刚接框架的系统强度可靠性,并与刚接和铰接结构进行了对比.算例表明,含有半刚性节点的主要失效路径和失效概率发生了较大变化,其系统可靠性介于刚接与铰接结构之间,节点刚度对钢框架系统可靠性的影响较大.     

钢框架变形分析—考虑节点板域剪切变形影响

应用钢框架节点板域剪切变形的线性模型计算框架的水平位移，据节点板域和梁、柱的刚度矩阵理论分析和实验结果，编制了考虑节点板域剪切变形的框架分析程序，应用此程序计算了单跨３层钢框架结构，与文献９结果进行了对比分析。     

钢框架十字型刚性节点滞回性能分析与设计

为研究钢框架十字型刚性节点构件的滞回性能,以轴压比、H型钢柱腹板厚度、钢梁截面形式及加劲肋为参数,设计8组钢框架十字型刚性节点和1组T型刚性节点;基于简化的力学模型和材料的本构关系,利用ABAQUS软件建立有限元模型,分析节点试件的滞回性能;通过与已有的T型刚性节点试验结果对比,两者吻合较好,验证有限元模型的合理性.开展十字型节点仿真分析,提取节点荷载—位移滞回曲线、包络图、骨架曲线和应力云图,获得柱轴压比、H型钢柱腹板厚度、钢梁截面形式及加劲肋对该类节点抗震性能的影响规律,并对轴压比、柱腹板与翼缘厚度比提出设计建议.结果表明:柱轴压比设计限值建议取为0.5,柱腹板与翼缘厚度比设计限值建议取为0.75.当截面形式为H型钢时,十字型刚性节点的抗震性能良好,并且优于截面形式为钢管的,节点域设置横向加劲肋可有效提高节点的抗震性能.     

粘钢加固框架节点的变形分析

通过对强柱弱梁，梁弱弯，弱剪，梁纵筋锚固不足的４个足尺节点试件进行低周反复加荷对比试验，从延性，滞回曲线，节点变形的角度分析了梁、柱、节点核心区不同粘钢加固方案的效果，给出更趋合理的加固方案，为工程实践提供试验依据。     

外伸端板型半刚性钢节点的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对外伸端板型半刚性钢节点进行了弹塑性有限元计算,分析了节点中端板厚度及螺栓直径对钢节点初始转动刚度、弹性极限弯矩和转角及塑性极限弯矩和转角的影响,从而提供了一些在外伸端板钢节点设计时值得思考的问题.     

钢管混凝土框架梁柱刚性节点的试验研究

根据3种常见的钢筋混凝土框架梁柱刚性节点的试验研究，进一步验证了刚性节点传力性能与工作机理，并与浇灌混凝土之前的空钢管框架梁柱刚性节点的传力性能进行了比较，给出了每种形式节点处复杂高应力区的范围。     

节点半刚性对装配式框架的内力影响分析

通过螺旋弹簧模拟节点连接的半刚性,推导了在节点转动刚度K不同时的单元刚度矩阵,并建立了装配式框架在竖向荷载作用下内力计算方法。研究表明:在节点半刚性的影响下,梁端弯矩有所降低,而跨中弯矩增加;当梁的线刚度与节点相对刚度之比ψ0.033时,可按刚接计算框架内力;当ψ4.02时,可按梁柱铰接来计算;当0.033≤ψ≤4.02时,则需考虑节点半刚性对框架内力的影响。     

节点刚度对钢框架力学性能的影响分析

基于力法方程推导得出梁柱节点刚度对半刚性连接钢框架整体力学性能的影响,确定了当框架承受均布荷载时,节点刚度与框架内力、变形的关系,并得到能使框架内力和变形处于最合理分配时的节点刚度。利用通用有限元软件ANSYS模拟计算了框架承受静荷载和动荷载时的内力和变形,计算结果验证了理论推导的正确性。     

节点刚度缺陷对柱面索撑网壳稳定性的影响

为研究装配式节点的初始刚度缺陷对索撑网壳稳定性能的影响,分别对各节点具有相同刚度偏差和随机刚度偏差的柱面索撑网壳进行了非线性全过程计算,分析了结构的失稳机理与破坏模式.并基于节点刚度不对称度β的概念,提出了柱面索撑网壳失稳模式的判别方法,为初始刚度缺陷的控制标准提供了依据.研究结果表明:对于沿两纵边支承的柱面索撑网壳,...     

无级变速器锥轮刚度与楔入损失分析

为了减少由金属带式无级变速器(CVT)金属锥轮变形所导致的CVT传动效率损失,利用瞬态动力学理论分析了金属带运行轨迹变化造成的传动损失与楔入变形量之间的关系,提出了金属带轮的材料刚度影响CVT传动效率的理论,建立了ANSYS/LS-DYNA有限元传动系统仿真模型,利用损失机理分析结合不同刚度下的模型仿真,获取了带轮刚度对进出口位置变化和径向楔入变形造成的传动损失的影响规律。结果表明,利用这一方法可以获得最佳的材料刚度,使总的楔入变形损失减至最小,提高CVT的传动效率。     

钢次梁-混凝土主梁贯入式节点试验

提出一种在钢次梁梁端焊接锚固端板,并完全贯入混凝土主梁的新型钢次梁-混凝土主梁贯入式节点.为研究在弯矩作用下该节点的受力性能和破坏过程,对单边钢次梁-混凝土主梁贯入式T型节点进行1∶2缩尺的静力加载试验.试验结果表明:按混凝土梁受扭承载力略大于钢次梁抗弯承载力原则设计的节点,其破坏表现为钢次梁上翼缘受拉屈服,可完全发挥钢次梁的抗弯承载力,试验承载力略大于承载力理论计算值;试验过程中,节点区域锚固良好;节点有较好变形能力,转角延性系数可达5.11.     

混合结构中钢梁与混凝土墙刚性节点的拟静力试验

通过低周反复加载作用下的拟静力试验,对3个钢梁与混凝土墙刚性节点在地震作用下的破坏机理和抗震性能等特性进行了研究.试验结果表明,钢梁翼缘与封口板之间连接焊缝的焊接质量对节点性能至关重要;钢梁腹板与连接板的高强螺栓连接对节点性能也有较大影响.同时根据试验结果对相关的设计方法提出了具体的建议,例如在满足构造要求的前提下尽量取规格较大的高强螺栓.     

混合结构中钢梁与混凝土墙刚性节点的拟静力试验

通过低周反复加载作用下的拟静力试验,对3个钢梁与混凝土墙刚性节点在地震作用下的破坏机理和抗震性能等特性进行了研究．试验结果表明,钢梁翼缘与封口板之间连接焊缝的焊接质量对节点性能至关重要;钢梁腹板与连接板的高强螺栓连接对节点性能也有较大影响．同时根据试验结果对相关的设计方法提出了具体的建议,例如在满足构造要求的前提下尽量取规格较大的高强螺栓．     

钢压弯构件侧向水平偏心支撑的刚度条件

从理论和试验研究两个方面分析了平面外设有水平偏心支撑的偏压杆弯扭屈曲问题，重点讨论了支撑的刚度条件。结果认为，压弯构件侧向水平偏心支撑的拉压线刚度不宜小于柱子线刚度的５％。     

基于优化原理的框架梁柱合理线刚度比研究

在框架结构梁柱材料总用量为定值前提下,运用拉格朗日乘子法结构优化原理,当框架柱侧移刚度达最大值时,研究梁柱的合理线刚度比.其结论可作为初步设计阶段确定梁柱截面尺寸的依据,与传统估算及试算梁柱截面尺寸的方法不同,根据所导公式可计算得到较合理的梁柱截面尺寸,也可为类似工程梁柱线刚度比研究提供参考.     

双层不规则布置梁加强环式梁柱节点承载力及刚度

针对钢结构设计的难点——特殊的不规则布置梁柱连接节点的设计进行了研究。首先介绍了双层不规则布置梁加强环式梁柱节点的足尺模型试验,考察了该类型节点的受力性能和破坏机理。然后对试验模型进行了相应的有限元数值模拟,验证了该有限元模型和分析方法的合理性。在此模型基础上,利用有限元程序进行了参数分析。最后综合试验和有限元分析结果,提出了双层不规则布置梁加强环式梁柱节点承载力和刚度的计算方法,可供实际工程设计参考。     

多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化

基于材料疲劳损伤和损伤累积的非线性模型,将混凝土损伤弹模和钢筋损伤剩余面积引入到截面刚度计算中,推导了预应力混凝土梁在多级变幅疲劳荷载下的刚度退化模型。结合遗传算法进行了参数拟合,提出了疲劳刚度损伤退化预测的神经网络方法,编制了相应的Matlab计算程序。通过预应力混凝土梁多级变幅疲劳试验对模型参数和结果进行了拟合、修正和验证。结果表明:多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化存在类似混凝土损伤发展的三阶段规律,混凝土材料应采用能体现损伤发展三阶段规律的损伤模型;刚度退化模型各参数物理意义明确,理论分析结果与试验结果偏差普遍在5%以下;基于遗传算法进行参数拟合方法和基于神经网络预测方法的结果具有较高精度,可以为预应力混凝土梁的疲劳耐久性评估提供一定的参考。