梁柱剪力板柔性连接计算的探讨

钢结构节点设计中,梁与柱弱轴方向的柔性连接常采用剪力板高强螺栓连接,螺栓群所承受的荷载有竖向力和偏心力矩。但国内设计资料对偏心值e的取值不同。文章建立了梁与柱腹板以剪力板柔性连接的分析模型,推导出偏心缩减值er的计算公式,与美国设计公式的计算结果进行比较,并以实际工程节点算例证明公式的可行性。     

大偏心距夹心梁柱节点抗震性能试验

完成了3个梁柱偏心距大于1/4柱宽的夹心十字型平面节点试件的低周反复加载试验,对试件的抗震性能、损伤过程、失效模式、位移延性、节点区受剪承载力等方面进行了分析。结果表明此类偏心夹心节点具有良好的承载能力和抗震性能,并且可以用X筋替代部分节点区箍筋承担节点区剪力,但梁筋在节点区的锚固性能较弱。与普通夹心节点相比,大偏心夹心节点核芯区附近柱纵筋受力较为不利。     

矩形钢管偏心相贯梁柱节点平面内抗弯承载力

为研究矩形钢管偏心相贯梁柱节点的平面内抗弯性能，完成了节点的平面内抗弯承载性能试验，得到其承载力和破坏模式，并通过有限元参数分析对理论式进行改进，结合回归分析，建立节点平面内抗弯承载力的实用计算式. 结果表明，节点的破坏模式为主管翼缘管壁屈服与腹板压屈的组合破坏. 加劲肋可有效提高矩形管偏心相贯梁柱节点的抗弯承载力. 通过参数分析，得到了梁柱翼缘宽度比、梁截面高度与柱翼缘宽度比、柱截面管壁宽厚比、梁柱截面壁厚比等参数对矩形管偏心相贯梁柱节点承载性能的影响规律，结果表明，增大梁高以及增大柱壁厚对于提高承载力最为有效. 最后拟合得到矩形管偏心相贯梁柱节点的承载力计算式，通过和试验结果及数值计算结果的对比，验证了计算式的准确性.     

深柱-削弱梁刚性连接循环性能的理论分析

主要进行研究对深柱—削弱梁刚性节点柱翘曲的影响因素,包括:柱截面、节点域的强度和梁腹板的长细比。研究表明:深柱-削弱梁节点柱发生翘曲的大小主要与柱截面的抗扭刚度、节点域强度以及梁腹板长细比有关,截面的抗扭刚度越大,柱发生的翘曲程度就越小;节点域越强,柱翘曲程度越大;梁腹板长细比越小,柱翘曲越大。     

新型钢管混凝土柱板节点偏压性能研究

研究的新型钢管混凝土柱板节点,避开了以往传统节点的局限性,具有连接方便、施工简易、降低造价等优点.在对该节点的轴压研究的基础上,着重展开了对其偏心受压性能的试验研究.共设计了15个节点试件,进行了11个试件的偏压试验和4个试件的轴压对比试验.讨论了荷载偏心距、混凝土强度等级、环筋配筋率以及钢管柱横截面积等因素对该节点偏压承载力的影响,探讨了该节点偏心受压的受力机理和力学性能,并结合该节点轴压承载力计算公式和现行混凝土规范中的局压承载力公式提出了一套适合该节点偏压承载力计算的设计公式,为实际设计提供了定量的依据.     

竖向荷载作用下变角斜柱局部转换节点的试验研究

通过2个不同角度的斜柱局部转换节点在竖向荷载作用下的静力试验以及有限元分析,获得了斜柱角度变化对该节点受力性能影响的基本规律。研究结果表明,斜柱角度的不同会导致转换梁和短肢剪力墙的应力分布有着明显的不同,斜柱角度越大,转换梁所受的拉力就越大,转换梁开裂就越早,结构承载力越低。相反,斜柱角度越小,短肢剪力墙内的应力分布就要均匀些,转换梁开裂较晚,可以有效地抑制转换梁刚度的退化,结构承载力也越高。而且,从受力性能上来说,整个节点具有类似桁架模型的受力特征。     

竖向荷载作用下变角斜柱的局部转换节点

通过2个不同角度的斜柱局部转换节点在竖向荷载作用下的静力试验以及有限元分析,获得了斜柱角度变化对该节点受力性能影响的基本规律.研究结果表明,斜柱角度的不同会导致转换梁和短肢剪力墙的应力分布有明显不同,斜柱角度越大,转换梁所受的拉力就越大,转换梁开裂就越早,结构承载力越低.相反,斜柱角度越小,短肢剪力墙内的应力分布要均匀些,转换梁开裂较晚,可以有效地抑制转换梁刚度的退化,结构承载力也越高.而且,从受力性能上来说,整个节点具有类似桁架模型的受力特征.     

现浇框架结构柱端CFRP加固强柱弱梁效果分析

为研究柱端碳纤维增强复合材料(CFRP)加固对框架结构强柱弱梁效果的影响,利用有限元软件ANSYS对一栋三层现浇钢筋混凝土框架结构做了拟静力数值分析,考虑了现浇楼板对梁抗弯承载力的影响,对框架结构普通梁板柱节点和柱端用碳纤维加固节点的计算结果进行了对比。分析结果表明,梁肋附近楼板钢筋应力随梁端弯矩加大而明显增加,现浇楼板内钢筋对梁抗弯承载力提高的影响不容忽视。在节点处采用外包碳纤维布加固,可以提高框架柱的抗弯能力及延性,使塑性铰首先出现在梁端,使钢筋混凝土框架结构在地震作用下,破坏时更接近"强柱弱梁"的特点。     

SRC柱-RC梁混合节点非线性有限元分析

在SRC柱-RC梁混合节点试验的基础上,采用通用有限元分析软件Ansys,建立考虑材料非线性的有限元分析模型.在单调加载作用下,对6个SRC柱-RC梁混合节点进行非线性数值模拟.改变梁纵筋配筋率和节点核心区配箍率,通过对荷载-位移曲线的分析,并与试验结果的对比,研究强节点系数对SRC柱-RC梁混合节点的破坏形式、承载力、延性等影响.结果表明,有限元模拟得到的荷载-位移曲线与试验结果吻合较好,从而验证采用有限元数值模拟开展SRC柱-RC梁混合节点研究的可行性.     

CFRP加固现浇框架结构节点柱端的强柱弱梁效果

对现浇钢筋混凝土框架结构节点梁端与柱端抗弯承载力进行了分析计算,考虑了现浇楼板内钢筋对梁抗弯承载力的影响,对现浇框架结构普通梁柱节点和在柱端外包碳纤维的节点的计算结果进行对比分析.结果表明,现浇楼板内的钢筋参与了梁的工作,提高了梁的抗弯承载力.柱端外包碳纤维后柱端承载力得到了明显的提高,推迟了柱端塑性铰的出现,更加接近总体机制破坏.     

钢管混凝土斜柱抗剪环-环梁节点抗震性能试验

为满足建筑造型中设置钢管混凝土斜柱的要求,在结构中形成了钢管混凝土斜柱与环梁相交的抗剪环-环梁节点。检验这种斜柱抗剪环-环梁节点的抗震性能,进行了2个2/3缩尺比例的钢管混凝土斜柱抗剪环-环梁梁柱组合体的低周反复加载试验。试验结果表明,通过对环梁的合理配筋构造,即使试件最终破坏发生在环梁内,仍能够使组合体具有足够的变形能力和耗能能力;由于钢管混凝土斜柱与环梁节点承载能力相对独立,即使环梁最终发生破坏,对钢管混凝土斜柱的纵向承载力也不致造成较大影响。     

节点区柱钢管不贯通式钢管混凝土柱-梁节点传力机理研究

为研究节点区柱钢管不贯通式钢管混凝土柱-梁节点的传力机理,文章采用基于纤维模型的有限元软件SeismoStruct开展数值模拟分析,建立了该种新型钢管混凝土柱-梁节点的三维简化模型,模拟节点低周反复荷载作用下滞回曲线并与试验结果进行对比,结果表明,数值模拟分析结果与节点低周反复荷载试验结果拟合良好.在验证简化节点模型正确性的基础上,对框架梁的弯矩分布、环梁的扭矩与弯矩分布进行研究,总结了节点区钢管不贯通式环梁节点的弯矩传导机理.研究表明,该新型节点的弯矩传导主要集中在框架梁轴方向,传力机制较节点区钢管贯通的节点型式直接、有效.     

梁端水平加腋平面框架抗震性能分析

试验研究表明梁端水平加腋偏心节点随着腋宽的增加,梁与柱相交腋部抗弯能力提高,梁端塑性铰有向与等截面梁相交的加腋处转移的趋势。本文是基于以上研究,用有限元非线性方法对一榀有水平加腋的平面框架和一榀普通的平面框架在低周反复荷载作用下的受力性能进行分析,研究塑性铰从梁柱交界面发生转移后对框架的抗震性能的影响。     

预制混凝土梁端预埋槽钢节点静力性能试验

预制混凝土梁端预埋槽钢节点是一种用于装配式耗能减震结构体系的新型节点.完成了12根两端预埋槽钢的预制混凝土梁静力承载力试验,考虑了槽钢预埋深度、梁端箍筋间距、梁跨中空腔和槽钢偏心等因素对节点承载力的影响.试验得到了槽钢撬出破坏和梁端部混凝土压碎两种破坏模式.试验结果表明,节点承载力随着槽钢预埋深度的增加而增加;梁端部箍筋间距加密能明显提高节点承载力和变形能力;梁跨中设置空腔对的节点承载力和变形能力影响较小;槽钢偏心对梁产生额外的扭矩,降低了节点的承载力和变形能力.建立了数值分析模型,将数值分析结果和试验结果进行了对比,二者吻合良好,验证了数值模型的有效性,为后续研究奠定了基础.     

钢框架受风与地震作用的统一非线性矩阵分析理论

提出的矩阵化的二阶弹塑性分析理论，易于程序化，可用于受水平风或地震作用的钢框架的响应计算，文中首先概述了用于钢框架分析的各类单元刚度方程，提出的梁一柱单元刚度矩阵可用统一的方法考虑几何非线性，材料非线性和单元剪切变形的影响，其次，建立了连有节点域的扩展柱单元及带有连接和节点域的混合梁单元的刚度方程，可以考虑节点域剪切变形和梁－柱连接柔性的影响，节点区单元，混合梁单元和扩展柱单元矩阵方程可方便地用于     

建筑物柱梁节点结构设计研究分析

一、节点设计的现状 节点核心区内在地震作用下受力是很复杂的,裂缝是斜向交错的,说明综合剪力并不单纯表现在水平方向上。节点核心区是梁、柱连接的枢纽,所承受的剪力和弯矩应该是来自梁、柱方面传递来的剪力和弯矩的矢量和,从这一点来讲,节点的外轮廓尺寸应大于梁、柱截面交叉所形成的外轮廓尺寸,才能抵抗来自梁、柱方面传递来的剪力和弯矩。现实工程中,节点的外轮廓尺寸等于梁、柱截面交叉所形成的外轮廓尺寸,这样,     

现浇楼板配筋对框架梁端承载力贡献

＂强柱弱梁＂是框架结构抗震设计中不可忽视的重要内容,也是实现梁铰机制的重要结构措施,但是要达到这种良好的梁铰机制,现浇楼板配筋的影响最为重要,不仅增大了框架梁的刚度,而且对框架梁的极限承载力有不可忽略的贡献。同时与美国规范ACI318-02相比,我国对现浇楼板的研究不充分。通过采用ADINA软件对框架结构的节点进行非线性分析,对比梁、板、柱受力钢筋的应力-应变关系,并深入研究现浇楼板对框架梁实际承载力产生＂超强＂影响方式,提出楼板有效翼缘宽度的取值,并以框架中节点为例核算节点的强柱弱梁配筋情况,从而提出考虑板内纵筋影响的＂强柱弱梁＂的设计验算方法。     

梁腹板开圆孔节点的分析模型

在距柱表面一定距离的梁腹板上开设一定大小的孔洞是改善钢框架结构抗震性能的一种有效手段,文中结合试验结果提出了梁腹板开圆孔节点的分析模型.为了能够在结构的弹塑性分析中考虑梁腹板开圆孔节点的影响,除在梁端、柱端设置塑性铰外,还应在腹板孔削弱处增设塑性铰.新增塑性铰位于腹板削弱区域最危险截面处,其弯矩-转角关系与普通实腹式钢梁一致,仅屈服点存在一定的差异.利用该模型对梁腹板开圆孔节点的拟静力试验及含梁腹板开圆孔的钢框架抗震性能试验进行了模拟,其结果能满足工程要求.     

考虑折叠效应的一种钢结构新型梁-柱节点的低周反复试验研究

提出了一种新型钢框架梁-柱削弱节点形式——波纹腹板削弱型节点.这种新型梁-柱节点是将靠近柱翼缘的工字梁腹板局部改成具有折叠效应的波纹腹板来削弱工字梁的抗弯能力,将失效部位从梁-柱节点的焊接部位转移到工字梁波纹腹板所在截面处,达到塑性铰外移的目的.而且波纹腹板还可以阻止受压翼缘在屈服之后发生局部失稳.本文通过低周反复试验考察了波纹腹板削弱型梁-柱节点的抗震性能.试验表明,波纹腹板削弱型梁柱节点的强度破坏出现在波纹腹板处的截面,梁柱连接处的焊缝没有破坏,实现了塑性铰外移的目的;而且由于波纹腹板的支撑作用,翼缘在屈服后没有严重局部失稳.另外,通过和传统梁柱节点对比发现,波纹腹板新型梁柱节点在出现塑性铰后没有出现明显的强度退化现象,波纹腹板削弱型梁柱节点的滞回曲线稳定饱满,具有更好的耗能性能.综上所述,该波纹腹板削弱型梁柱节点起到将塑性铰从梁柱根部外移、护梁柱焊缝的作用,具有良好的延性和滞回耗能性能,可以替代传统梁柱用于钢框架结构.     

一种新型钢管混凝土梁柱节点试验研究——RC楼层间钢管非连通型节点

钢管混凝土结构在工程建设逐步得到广泛应用，但受到原有不完善节点形式的制约，因此需要提出新型的承载力高、传力合理、构造简单和施工方便的节点形式。本研究提出了一种新型钢管混凝土柱梁节点形式。其主要特点是：柱钢管在梁柱节点区不连通、梁纵筋在节点区可连续直通，非连通柱钢管通过环梁节点加大节点区截面并配置环形钢筋加强，以达到节点更强目的。同时还介绍了关于该新型节点的部分前期试验研究结果。