高层钢框架梁柱刚性节点设计研究

本文介绍了梁柱刚性连接节点的概况,结合美国北岭地震和日本阪神地震中节点破坏的现象,分析了目前梁柱刚性连接节点的问题,并根据最新的国内外研究成果,总结出了新型梁柱节点形式——塑性铰外移的梁端增强式连接（本文采用悬臂梁段上下翼缘上加梯形盖板、悬臂梁段采用梯形截面及悬臂梁段翼缘加厚三种形式。）     

带支撑节点板钢框架梁柱节点抗弯性能分析

研究了带支撑节点板钢框架梁柱节点的抗弯性能.在ABAQUS有限元分析软件中采用C3D8I单元分别建立了6个由端板或双腹板角钢连接的钢框架梁柱节点模型,其中,2个不带支撑节点板,4个带支撑节点板.研究在正、负弯矩作用下支撑节点板对钢框架梁柱节点承载能力、转动刚度的影响,并分析了增设底角钢、端板外伸等措施对带支撑节点板钢框架梁柱节点抗弯性能的影响.分析结果表明,支撑节点板使钢框架梁柱刚度提高,具有了半刚性,明显提高了节点的抗弯性能,增设底角钢和端板外伸有助于提高带支撑节点板钢框架梁柱节点抗弯性能.     

钢框架节点域设计中的承载力分析

介绍国内外对钢框架节点域的研究成果及其规范中有关节点域部分的规定,并根据目前中国结构设计规范提出并推导了节点域两侧梁截面高度不同时,节点域承载力计算公式,为结构工程设计提供借鉴和参考.     

考虑节点域剪切变形的钢框架有限元分析

借助有限元分析软件MIDAS／Gen,将钢框架梁柱节点作为一个单独的单元,建立起了考虑节点域剪切变形钢框架结构的有限元模型．将考虑节点域剪切变形的模型与传统计算方法的计算结果进行对比,为较准确的钢框架结构分析计算提供参考．     

钢框架结构梁柱节点抗震加固有限元分析

为解决地震作用下钢框架结构发生节点域屈服问题,提出一种加腋改进型节点.利用ABAQUS软件建立节点模型,分析钢梁柱节点的滞回曲线、耗能曲线、骨架曲线和刚度退化曲线,探讨加腋节点抗震性能的变化机理.计算结果表明:加腋后节点的滞回曲线更加饱满,节点抗震性能得到有效提升;随着负载等级的提高,加腋节点承载力和最大转角绝对值减少...     

装配式混凝土框架梁柱节点有限元分析

JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》中提出框架顶层边节点的其中一种钢筋构造做法是采用柱纵筋向上伸长,梁纵筋锚固在节点区。为验证该节点做法在梁上部纵筋与柱外侧纵筋搭接连接的传力形式、节点核心区混凝土破坏形式或箍筋受力形态,采用ABAQUS软件分析了装配式混凝土框架梁柱节点的受力形态、弯曲变形和破坏形式,为以后研究装配式混凝土框架梁柱节点性能提供了参考。     

箱型柱钢框架翼缘与腹板削弱型节点有限元分析

介绍了美国北岭地震与日本阪神地震后钢框架新型延性节点的发展状况。对4种不同构造形式的箱型柱钢框架梁柱节点进行了ANSYS非线性有限元分析,求得其应力发展状况,应力分布以及框架塑性铰出现的顺序。对节点的力学性能进行了分析比较,重点讨论了削弱型节点的研究进展。基于理论分析,提出了改进型节点。     

RBS节点钢框架设计方法与极限承载力理论研究

从极限分析理论出发,就翼缘削弱型节点(简称RBS节点)对结构破坏模式与极限承载力的影响进行研究．首先对美国FEMA提出的RBS节点设计方法进行分析,并讨论了该设计方法中的不足．针对上述不足,将极限荷载的唯一性定理推广到同时承受比例荷载与固定荷载的结构;对于满足强柱弱梁要求的框架结构,进一步论证了其横梁极限内力状态的唯一性．以此为基础,提出了针对美国FEMA RBS节点设计步骤的补充验算公式;针对组合破坏机构,提出了RBS节点设计新方法．其次,对RBS节点钢框架的极限承载力进行了理论推导,得到了极限承载力理论计算公式,同时明确了极限承载力的影响因素．最后,利用Abaqus有限元分析软件验证了上述理论研究结果的正确性．     

钢框架结构梁柱节点重要性计算方法

为解决钢框架结构梁柱节点的重要性判定问题,提出一种节点重要性计算方法。采用等效抗力折减系数表征节点失效对结构性能的影响,采用等效失效概率系数表征节点失效的实际发生概率,基于优劣解距离法(TOPSIS法),综合考虑等效抗力折减系数和等效失效概率系数,提出计算节点重要性系数的方法。针对某4层钢框架结构算例的分析结果表明,该方法能定量判定节点重要程度,可以为实际结构检测鉴定工作提供依据。     

含有焊缝初始裂纹的钢框架梁柱节点性能试验研究

为研究焊缝初始裂纹对钢框架梁柱节点抗震性能的影响,通过切割节点的梁下翼缘焊缝以形成初始裂纹,完成了7个节点拟静力试验,并分析了能量输入历程与节点连接形式对其性能的影响.试验结果表明,含有初始裂纹的节点试件SHH-1从启裂至破坏共经历了6个循环,相比于无损节点试件SHH-0持续时间减少25%,极限荷载降低8.5%,极限位移与延性系数均降低26%.节点中梁下翼缘焊缝部位若存在初始裂纹,会改变节点的裂纹扩展机理,其抗震性能也会明显降低.当加载跨幅相同且循环次数相差不大时,不同的加载制度对初始裂纹扩展机理及节点抗震性能影响较小,但突增式位移荷载会加速裂纹的扩展.H形柱-H形梁节点初始裂纹扩展速度相对最慢、抗震性能最好,其次为箱形柱-H形梁节点,箱形柱-箱形梁节点性能最差.     

钢结构梁柱节点设计的探讨

阐述了钢结构梁柱连接节点的基本特性,介绍了钢结构的几种梁柱节点,并提出了相应的设计方法。     

基于改进简化拉-压杆模型的钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法

在简化拉-压杆模型（Simplified softened strut-and-tie model, SSSTM）基础上,考虑轴压比对混凝土斜压杆倾角的影响,修正斜压杆倾角计算公式,并基于剪滞模型,考虑裂缝面纤维数量及纤维取向特性,建立裂缝面单位面积纤维拉应力计算公式,从而提出适用于钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算的改进简化拉-压杆模型（Modified simplified softened strut-and-tie model, MSSSTM）.采用MSSSTM模型、SSSTM模型对36个钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力进行计算.结果表明：MSSSTM模型、SSSTM模型的试验值与计算值之比的平均值分别为1.01、1.05,变异系数分别为0.04、0.09;按照MSSSTM模型计算得到的钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力试验值与计算值吻合较好,离散性较小,且该模型亦能较合理地反映轴压比、混凝土强度等对节点受剪承载力的影响.     

典型局部钢框架结构变形机理分析

为了研究钢框架弹性变形与柱、梁变形之间的一般规律,以常见的钢框架结构中的柱、梁连接处十字形局部框架作为分析模型,以柱梁刚度比、楼层高跨比、梁柱截面高度比以及H型截面构件任一侧翼缘与腹板的截面积比等为主要研究参数,通过受力与变形分析,探讨了典型局部钢框架的力学机理。结果表明:局部框架变形中,柱变形与总变形比值,随柱梁刚度比和梁柱截面高度比的增大而减小;随着框架楼层高跨比的增大而增大;而梁变形与总变形比值,随柱梁刚度比和梁柱截面高度比的增大而增大;随着框架楼层高跨比的增大而减小;柱为H型截面时柱变形与总变形比值有增大的趋势。     

方钢管混凝土柱-钢梁框架节点优化设计

利用有限元软件ABAQUS 6.5建立内隔板外伸式方钢管混凝土柱-钢梁框架节点模型,进行数值模拟分析.通过与试验结果对比,验证了有限元模型的正确性和计算结果的可靠性.通过优化隔板形状,减小了隔板与钢梁连接区域的应力集中;通过改变隔板外伸尺寸b并进行多次数值计算,得出b值的确定方法;通过对边节点和角节点数值模拟,得出可以减小节点隔板悬伸距离a的结论,方便了建筑外立面装修.实施这些优化措施,在不影响节点承载能力的前提下,提高了节点的适用性.     

浅谈门式刚架的设计与应用

门式刚架结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。由于门式刚架轻型房屋钢结构自重小,一般可不进行抗震设计。门式刚架应根据具体要求选择较为经济的跨度,柱距应在6~9m之间,同时应该重视对柱脚螺栓、隅撑、支撑的设计。     

钢筋混凝土叠合框架顶层角节点的静力性能研究

本文以纵向受拉钢筋配筋率以及纵向受拉钢筋在节点内不同搭接形式为主要变量，通过6榀足尺钢筋混凝土叠合框架时负弯矩作用下的顶层角节点的静力性能进行了试验研究，并对节点的受力性能进行了二维非线性有限元模拟分析，最后根据实验及分析结果提出了支座汉钢筋的锚固构造．     

960MPa高强度钢材轴压柱局部稳定性能及设计方法

为研究960 MPa(屈服强度标准值)高强度钢材轴心受压构件的局部稳定受力性能,本文使用ANSYS软件建立有限元模型,对4个箱形截面和4个工字形截面轴心受压构件进行了有限元分析.模型考虑了几何初始缺陷及焊接残余应力的影响,提取构件的极限承载力和局部屈曲临界承载力的有限元计算结果与试验实测结果进行对比,验证了模型的有效性.利用这种建模方法,对960 MPa高强度钢材箱形和工字形轴心受压构件的局部稳定受力性能进行了有限元参数分析,并将有限元计算结果,以及本文汇总的已有试验结果,与中国、美国和欧洲的钢结构设计规范中轴心受压构件的设计曲线进行了对比,并提出了新的设计公式.结果表明,本文使用的有限元建模方法能够准确地分析计算960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲受力性能;几何初始缺陷和残余应力对构件的极限应力的影响很小,但是对板件宽厚比较大构件的局部屈曲应力的影响相对较大;相对于中美欧现行钢结构设计规范中的设计方法,本文提出的设计公式更适用于960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲应力和屈曲后极限应力的设计计算.     

螺栓联接的有限元建模方法研究

对螺栓联接的有限元建模方法进行研究和评估.以螺栓-法兰联接为例,基于有限元分析软件ANSYS,建立了3种螺栓联接的有限元模型,即实体螺栓联接模型、梁单元联接模型和刚性单元联接模型.模态试验和应力分析表明,实体螺栓联接模型和梁单元联接模型具有广泛的适用性,可准确分析螺栓联接结构的静态特性和动态特性.相比实体螺栓联接模型,梁单元联接模型在保留了关键细节的同时提高了建模和计算效率.刚性单元联接模型不能模拟螺栓预紧和接触,只适用于模态分析.试验和仿真均表明,螺栓预紧力的大小对结构模态影响很小.仿真表明,螺栓联接表现出复杂的非线性特性,如应力的非线性变化、法兰之间接触状态的变化、螺栓总拉力的非线性变化等.