螺栓T型连接部分约束钢框架的非比例倒塌性能分析

现行设计规范规程要求对某些特定建筑物进行非比例倒塌性能分析。该分析采用一种使承重单元退出工作的分析方法实现。然而最近的研究集中在刚性连接节点钢框架的强度及其在承重单元局部破坏下维持整体性的能力,很少有对部分约束弱连接节点钢框架强度的研究。通过螺栓T型连接结构承重柱的破坏分析,研究部分约束钢框架的性能。提出了一个螺栓T型连接的宏模型,该模型用于非线性分析,并用试验结果对模型分析结果进行验证。将宏模型用于非线性有限元模型的建立,评估部分约束框架性能。研究了2个T型连接,其中一个试件的梁弯矩能力达到承载能力。研究目的是模拟不同跨度的典型办公楼楼层。结果表明:强连接的框架在底层柱破坏后还能维持整体性不至于倒塌,而弱连接的强度则不如强连接的。     

信息动态

建立可靠的力学模型,使其能模拟循环荷载作用下足尺T型节点的全过程弯矩-转角曲线。由于螺栓之间相互作用且对连接的转动刚度有影响,螺栓连接的性能很复杂。将节点模型设计为由各个T型组件组成,并用线性弹簧模拟各组件。通过从荷载-位移反应机制得出的多线性刚度模型,分析组件的性能,包括受拉螺栓隆起、T型翼缘的弯曲、T型腹板的拉伸、相对滑移变形、允许变形等。将这些属性代入节点单元中的弹簧,能较准确地分析足尺节点性能。基于基本弹簧理论,集中阐述刚度模型,更好地分析了螺栓连接的性能、失效模型及T型组件韧性。     

欧洲规范EC3高强螺栓等效T形件的有效长度及承载力研究

本文介绍了欧洲规范EC3中关于高强螺栓受拉连接等效T形件的三种破坏模式及等效受拉T形件三种破坏模式下的承载力公式.研究了柱翼缘带有背板加强的T形件的承载力公式,通过与无背板加强T形件的承载力比较得出:柱翼缘受拉螺栓孔位置设置背板能够有效地提高T形件翼缘的抗拉承载力,增大柱翼缘的抗弯能力.最后,研究了端板塑性铰线分布模式以及等效T形件有效长度的取值方法.     

钢框架梁柱T型钢连接滞回性能的研究

钢框架梁柱T型钢连接是一种采用T型钢通过高强螺栓连接的节点连接,这种连接安装简单、造价经济,而且其刚度相对较大,承载力较大,延性较好,分析和研究T型钢连接的受力机理并提出简化滞回模型,具有重要的理论和工程意义。本文用ANSYS对T型钢连接进行滞回性能的分析,在考虑材料、几何和状态非线性的基础上,系统分析了T型钢的尺寸,柱的尺寸,梁的尺寸,螺栓的级别、直径、竖向问距、预拉力,构件材料,连接抗滑移系数,轴压比等参数对连接滞回性能的影响;有限元分析表明：T型钢的尺寸、是否设柱加劲肋、T型钢翼缘上螺栓的竖向间距对连接的滞回性能影响比较大;并在非线性有限元分析结果的基础上,提出了T型钢连接的弯矩一转角关系式和得到简化滞回模型的方法。     

Experimental Investigation of T-Stub Link-to-Column Connections in Eccentrically Braced Frames

Link-to-column connections in eccentrically braced frame should transfer large shear and moment developed in a fully plastic and strain hardened link. Moreover, the connection should allow the link to undergo large plastic rotations. It was observed in previous studies that link-to-column connections are failed before achieving the plastic link rotation capacity. Design of link-to-column connections in seismic-resistant eccentrically braced frames is still an unresolved problem. In this paper, experimental tests are carried out on long link-to-column connections. T-stub connections are used for connecting the link to column. The test parameter is the strength of connection by changing the connection details. The results of the tests indicate that the proposed connections can successfully achieve the desired rotations without any strength loss.     

Design of Glass-Fibre-Reinforced Plastic Bolted Connections

Abstract: Glass-fibre-reinforced plastics (GFRP) have characteristics that make them highly attractive for light-weight military footbridges, which can be easily hand-assembled, dismantled and effectively transported on foot into remote, inaccessible regions, or in rough mountainous terrain. For this type of structure, the choice of bolted connections represents a practical type of connection for joining the major structural components. This paper discusses some of the main issues in the design of GFRP bolted connections, with three computer analyses to assist the designer. First, material properties of GFRP are reviewed. The designer has the choice of either ordering prefabricated members, with fixed fibre lay-up configurations, or specifying the lay-up optimized for a particular application. An example of how to use a program to assist in choosing the best lay-up of fibres in a GFRP laminate is given. If the connection is designed using a limit states approach, the material resistance factors need to be determined. A computer model to calculate approximate resistance factors is discussed. Finally, a computer model based on the finite element method to predict the short-term load-displacement behaviour of GFRP bolted connections is presented. The model combines two planar analyses to account for deformations in the GFRP members and the contribution of the fastener flexibility on the joint performance.     

火灾下螺纹锚固螺栓T形连接承载力设计方法

螺纹锚固单边螺栓是指通过带有螺纹的特殊螺栓孔代替螺母,从而实现单侧安装、拧紧功能的一种螺栓.目前关于该种螺栓连接T形节点在常温下不同破坏模式的受拉承载力计算方法已有研究.但在高温条件下节点变形增大,且高强螺栓与普通钢材在高温下的材性折减规律不一致,导致现有的常温计算公式不能直接用于火灾高温情况,目前仍缺少计算该类节点在高温下承载力的计算方法.根据常温下承载力计算公式,结合高温下节点出现大变形的特点,对现有的计算公式进行修正.并根据现有的试验结果对修正公式进行验证,发现提出的设计公式可准确预测不同节点在不同温度下的破坏模式,也可以较为精确地预测其屈服承载力.     

钢管混凝土柱T形件连接的抗拉承载力研究

T形件是钢管混凝土框架梁柱半刚性连接节点的重要组件,其抗拉承载力计算会影响到梁柱节点的抗弯承载力计算。根据欧洲规范的EC 3组件法,总结了T形件的3种塑性失效模式,并提出了钢管混凝土柱T形件各部件承载力计算方法。根据不同的失效模式和屈服线理论,确定了矩形或弧形端板控制的T形件抗拉承载力计算公式,利用柱腹板壁约束简化模型和柱壁破坏机制确定了柱翼缘壁控制的T形件抗拉承载力计算公式。采用算例说明其计算过程和计算精度。通过试验验证了所提钢管混凝土柱T形件连接的抗拉承载力计算方法的准确性。     

根据“欧洲规范3”对由背板加强的T型螺栓连接的分析

通过背板加强的连接，成本较低且容易施工，其性能与位于拉力区的加劲肋性能一致。目前，在欧洲规范3中，这种加固方式仅用于抵御受力。首先分析了在有限元建模中无钢筋状态下的T型连接，其为弯曲作用下螺栓连接的主要方式。然后，利用多种几何形状的背板对T型连接进行加强，旨在更好地理解背板在性能和机械作用方面对连接件刚度和抗力的贡献。     

不锈钢螺栓连接节点的破坏研究

尽管不锈钢与碳素钢的机械性能有显著的不同,但是现有规范关于不锈钢连接节点的设计规定都基于碳素钢的设计准则。对于不锈钢螺栓连接节点的设计抗力,EN1993-1-4和SCI/EuroInox(美国《科学引文索引》/欧洲不锈钢协会)的不锈钢设计手册基于EN1993-1-8和EN1993-1-3作了一些小修改。研究了厚板和薄板的不锈钢螺栓连接节点的承载性能。提出了一个奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢试件的数值分析模型,并证明其正确性。将该模型用于螺栓节点承载力的参数分析,可研究主要变量对其影响。这些参数包括螺栓边距e2,端距e1和板厚t。结果表明,不锈钢螺栓节点的变形性能与碳钢节点存在某种程度的不同。数值模型中最初出现裂纹的部位与试验中观察到的不锈钢节点和碳素钢节点相符,这种相符性被作为定义一种强度失效准则的基础。以参数分析结果为基础的不锈钢螺栓连接节点承载能力极限状态和正常使用极限状态设计法则比现行的EC3法则更加经济和简捷。     

顶底角钢螺栓节点有限元分析

对顶底角钢梁柱半刚性连接进行了精细的三维有限元分析,得出了此类连接节点在单向荷载作用下的应力发展状况、应力分布以及破坏形式,同时对有限元分析结果与试验结果做出了比较,得到了一些有价值的结论。     

端板螺栓连接的初始刚度

采用组件法推导了端板螺栓连接初始刚度的计算方法.对螺栓预拉的情况,柱翼缘和端板的初始刚度采用跨中作用一集中力的两端固接梁模型来计算.通过与已有试验数据的对比验证了文中公式的可行性与有效性.     

自攻螺钉增强胶合木梁柱螺栓节点的抗弯承载力计算

现有研究表明,自攻螺钉能有效抑制木材纹理的开裂。主要研究经自攻螺钉增强后的胶合木梁柱螺栓-钢填板节点的抗弯承载力计算方法,通过在木梁自由端施加集中力,基于自攻螺钉的增强作用,把梁柱节点螺栓处产生的弯矩分解成沿木材纹理方向的一对力偶矩与垂直木材纹理方向的一对力偶矩,并结合Johansen屈服模式进行力偶的计算。得出的理论计算值与经自攻螺钉增强后的节点实测值进行比较,误差在10%之内,很好地解决了自攻螺钉增强螺栓节点的抗弯承载力理论计算问题。     

螺栓连接的冷成型钢结构的结构性能

本文介绍了一系列螺栓连接的冷成型钢结构的结构性能的试验和理论研究。首先,研究了搭接剪切试验中冷成型钢条之间螺栓连接的基本变形特性,并采用了包含实体单元和接触单元的高等有限元建模作为对比。其次,介绍了带有螺栓抗弯连接的搭接Z型截面的结构性能,对搭接Z型截面的强度和刚度做了解析方法和数值方法的评估。最后,采用数值方法对双跨搭接Z型檩条的结构性能进行了研究,考察了跨越内部支座的搭接Z型截面对于沿檩条构件内力分布的影响。本文意在提供分析和设计方法,以便于结构工程师理解,使他们能够设计和建造出结构性能更好的冷成型钢结构房屋。     

外伸式端板螺栓连接中的撬力分析

采用考虑接触问题的有限单元法对外伸式端板螺栓连接中普遍存在的撬力问题作分析,重点探讨端板接触面中挤压力的大小、分布规律以及影响撬力的主要因素。结合工程应用提出了减小撬力作用和考虑撬力影响的设计建议和方法。     

Progressive Collapse Resistance of Bolted Extended End-Plate Moment Connections

When a progressive collapse occurs due to sudden column removal, the moment connections must have adequate strength and be able to bridge over the damaged     

火灾下采用榫钉和螺栓连接的钢木连接件的性能

重点研究火灾时平行于晶粒的拉伸荷载作用下钢木连接件扣件间的荷载分布。给出各种几何布置的不同类型连接件的试验结果。研究扣件类型(螺栓、榫钉)对连接件热力学性质的影响。采用经过试验验证的3D有限元模型,温度和失效时间的有限元分析结果与试验结果相一致。金属扣件的类型对连接件的热力学性质起着决定性的作用。研究中采用的连接件,每行扣件均使用1个螺栓,以确保其能够与安装构件分隔开来。螺栓的存在极大地影响了火灾下连接件的性能。研究了仅使用榫钉或改变螺栓位置的各种几何布置的连接件。通过改变特定连接件的一些几何特性,提出新的分析方法。数值试验设计能够用于计算连接件的破坏时间。     

组装式钢货架螺栓连接梁柱节点试验

为了研究组装式钢货架中螺栓连接梁柱节点的刚度、承载力和耗能性能,进行了节点单调加载和反复加载试验。结果表明:改变横梁与连接板的相对位置对梁柱节点的初始刚度、极限承载力和变形特征均有影响;当横梁位于连接板上侧时,节点中承受向上拉力的一侧连接板被螺栓撕裂,此种节点的初始刚度和极限承载力最小;横梁焊接在连接板中下部的2种节点在横梁产生较大转角(超过0.18rad)后,承载力并没有下降;在单调加载试验中,由于螺栓与螺栓孔壁之间存在着间隙,螺栓会发生滑移,使试件的弯矩-转角曲线出现转折;反复加载试验得到的节点荷载-转角滞回曲线呈Z形,每个加载级的节点能量耗散系数与割线刚度随着加载循环次数的增加而减小。     

不同螺栓布置下螺栓连接的滞回性能

从1994年北岭地震中可看到,栓焊节点的抗震性能较差。因此,常用于工业建筑和高层建筑中的抗弯框架多采用端板连接和T型螺栓连接。采用有限元方法,通过改变螺栓的纵横布置对比了14个试件的滞回性能。结果表明:假定两者总的耗能能力相同,则T型螺栓连接的抗弯能力和初始转动刚度均比基于AISC规范设计的端板螺栓连接高。在往复荷载作用下,螺栓布置的改变对T型螺栓连接破坏模式的影响要大于端板连接,端板连接更适用于具有初始几何缺陷的结构。     

Fire Response of Steel Beams With Bolted Flange Plate Connections

Fire Technology - This paper presents the results of an experimental investigation on the fire response of steel beams and their bolted flange plate (BFP) connections. Using sub-frame assembly,...