新型方鋼管混凝土柱梁節(jié)點有限元分析——結(jié)合現(xiàn)行鋼管混凝土柱在實際工程中的應(yīng)用情況，提出了用于方鋼管混凝土柱一鋼筋混凝土梁框架結(jié)構(gòu)的新型節(jié)點連接形式——非穿心暗鋼牛腿方鋼管混凝土柱與混凝土梁節(jié)點，利用有限元軟件ansys對該節(jié)點的力學(xué)性能進行了分析...

在大量節(jié)點試驗研究的基礎(chǔ)上,提出了一種新型方鋼管混凝土柱梁節(jié)點,通過有限元軟件ansys對該節(jié)點模型在單調(diào)和循環(huán)加載作用下的受力性能進行了非線性分析,研究表明:該節(jié)點的延性和耗能能力較好,抗震性能良好。

方鋼管混凝土柱的抗震性能試驗研究——通過低周反復(fù)加載試驗研究方鋼管混凝土柱的抗震性能，分析了其在水平地震作用下的承載能力、變形能力、剛度退化、耗能能力以及結(jié)構(gòu)的破壞機制，為進一步的理論分析提供參考。同時研究了含鋼率、長細比和軸壓比對方鋼管混凝...

通過對4個隔板貫穿式方鋼管混凝土柱-鋼梁連接節(jié)點試件的靜力性能試驗研究,揭示此類節(jié)點的受力機理和破壞形態(tài),探討梁端翼緣兩側(cè)的側(cè)板、鋼管柱的寬厚比以及隔板的外伸長度等因素對節(jié)點承載力和傳力機理的影響.試驗結(jié)果表明,該類節(jié)點具有受力明確,傳力途徑清晰的特點;寬厚比的改變對節(jié)點承載力的影響不大,但對于節(jié)點板剪應(yīng)變的影響較大;梁端翼緣兩側(cè)增加側(cè)板可以減緩隔板與梁相交的角隅處應(yīng)力集中現(xiàn)象,使塑性鉸出現(xiàn)梁上,遠離脆弱的梁端焊接區(qū),提高了節(jié)點的延性.

通過對6個鋼管混凝土柱-鋼梁全螺栓連接節(jié)點及1個栓焊節(jié)點的低周反復(fù)加載試驗,研究了全螺栓連接節(jié)點的破壞模式、承載力以及延性性能。試驗表明：當(dāng)試件的彈塑性層間位移角達到規(guī)范限值的2.15-3.02倍時,全螺栓連接試件僅在連接板件遠端處鋼梁翼緣上出現(xiàn)較小的鼓曲變形,變形幅度遠小于栓焊節(jié)點;全螺栓連接節(jié)點具有更大的塑性變形能力、更大的峰值荷載和更長的屈服平臺,能夠滿足抗震規(guī)范位移限值要求。試驗指出,全螺栓連接節(jié)點的各組件在地震作用下都能發(fā)揮耗能作用,耗能機制包括連接板和鋼梁翼緣間的摩擦耗能、栓桿與孔壁擠壓耗能、連接板下的鋼梁翼緣塑性變形耗能以及連接板遠端處鋼梁塑性耗能等。全螺栓連接試件的滯回曲線包括相對平直段和上升段,分別對應(yīng)連接板與鋼梁翼緣的滑動摩擦階段和螺栓孔與螺桿的接觸擠壓階段。試件經(jīng)過多級位移循環(huán)加載后,摩擦力衰減明顯,約為屈服荷載的50%;每級位移加載后期,由于螺栓桿與孔壁產(chǎn)生接觸作用,試件的承載力相比摩擦滑移階段明顯增大,并且隨位移加載幅值的增大而增大,峰值荷載可達到屈服荷載的2-3倍。

通過對6個鋼管混凝土柱-鋼梁全螺栓連接節(jié)點及1個栓焊節(jié)點的低周反復(fù)加載試驗,研究了全螺栓連接節(jié)點的破壞模式、承載力以及延性性能。試驗表明：當(dāng)試件的彈塑性層間位移角達到規(guī)范限值的2.15-3.02倍時,全螺栓連接試件僅在連接板件遠端處鋼梁翼緣上出現(xiàn)較小的鼓曲變形,變形幅度遠小于栓焊節(jié)點;全螺栓連接節(jié)點具有更大的塑性變形能力、更大的峰值荷載和更長的屈服平臺,能夠滿足抗震規(guī)范位移限值要求。試驗指出,全螺栓連接節(jié)點的各組件在地震作用下都能發(fā)揮耗能作用,耗能機制包括連接板和鋼梁翼緣間的摩擦耗能、栓桿與孔壁擠壓耗能、連接板下的鋼梁翼緣塑性變形耗能以及連接板遠端處鋼梁塑性耗能等。全螺栓連接試件的滯回曲線包括相對平直段和上升段,分別對應(yīng)連接板與鋼梁翼緣的滑動摩擦階段和螺栓孔與螺桿的接觸擠壓階段。試件經(jīng)過多級位移循環(huán)加載后,摩擦力衰減明顯,約為屈服荷載的50%;每級位移加載后期,由于螺栓桿與孔壁產(chǎn)生接觸作用,試件的承載力相比摩擦滑移階段明顯增大,并且隨位移加載幅值的增大而增大,峰值荷載可達到屈服荷載的2-3倍。

方鋼管混凝土柱局部屈曲有限元分析——主要分析了在偏心荷載作用下，方形鋼管混凝土柱局部臨界失穩(wěn)應(yīng)力ocr的變化情況，并采用ansys有限元軟件對其進行了模擬分析，得出有限元分析結(jié)果與計算結(jié)果有一定偏差，但隨著應(yīng)力梯度系數(shù)妒的增加，局部臨界屈曲應(yīng)力都呈...

為了研究地震作用下方鋼管混凝土柱-鋼梁角鋼連接節(jié)點的受力性能,設(shè)計了3個梁柱節(jié)點試件并對其進行低周往復(fù)循環(huán)荷載試驗,分析了角鋼短肢長肢比和角鋼厚度對試件的剛度、承載力、耗能能力、延性性能及節(jié)點域剪切變形的影響。試驗結(jié)果表明:角鋼連接的塑性鉸出現(xiàn)在角鋼與柱壁相接觸部位,往復(fù)荷載下最終破壞形態(tài)為角鋼與柱壁焊接部位出現(xiàn)角鋼撕裂現(xiàn)象,通過增加角鋼短肢長肢比和增加角鋼厚度可以將塑性鉸外移,使角鋼與柱壁相接觸部位的撕裂程度減輕,從而有效保護節(jié)點核心區(qū)。增加角鋼的厚度對節(jié)點的初始剛度及承載力影響明顯,隨著角鋼厚度的增加,節(jié)點的初始剛度和承載力隨之增加;增加角鋼短肢長肢比能夠提高節(jié)點的耗能能力和剛度。該節(jié)點具有較高的承載力、剛度及較大的變形能力,符合抗震設(shè)計理念。

當(dāng)前,方鋼管混凝土柱-鋼梁半剛性節(jié)點的應(yīng)用越來越廣泛,但國內(nèi)對這種半剛性節(jié)點受力性能的認識還很不完善。通過4組方鋼管混凝土柱-鋼梁長螺栓式半剛性節(jié)點在低周往復(fù)荷載下受力性能的試驗,探究此類節(jié)點的受力機理和破壞形態(tài)。通過對4組試驗滯回曲線、剛度退化、延性與耗能指標的分析得出此種節(jié)點有良好的耗能性能,可為鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點設(shè)計提供一些參考和借鑒。

http://www.***.*** -1- 帶內(nèi)隔板的方鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點 受力性能的非線性有限元分析 周天華 1 ，郭彥利 1 ，盧林楓 1 ，何保康 2 ， （1.長安大學(xué)，陜西西安710061；2.西安建筑科技大學(xué)，陜西西安710055；） email:zhouth163@163.com 摘要：本文利用三維實體單元，對“帶內(nèi)隔板方鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點”建立了同時考慮 幾何非線性、高強螺栓連接的面—面接觸非線性、各種材料非線性等因素的有限元理論分析 模型，模擬分析了單調(diào)加載和低周反復(fù)加載時節(jié)點的受力性能，較為精確地分析了節(jié)點區(qū)應(yīng) 力分布和混凝土開裂情況，以彌補試驗中無法直觀地了解各細部受力情況和改變各種參數(shù)進 行對比的缺陷；考察了軸壓比大小、混凝土強度等因素對節(jié)點受力性能的影響，根據(jù)理論與 試驗結(jié)果分析，提出了設(shè)計和改進建議。

基于現(xiàn)行規(guī)范,設(shè)計制作方鋼管混凝土-鋼梁組合框架中間層中柱節(jié)點(╋)、中間層邊柱節(jié)點(┣)、頂層邊柱節(jié)點(┏)三種模型,并進行低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能試驗。結(jié)果表明:節(jié)點在鋼梁翼緣與側(cè)板連接角隅處產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象;在相同材料和截面尺寸條件下,頂層邊柱節(jié)點比中間層中柱節(jié)點和中間層邊柱節(jié)點提前達到屈服,其極限承載力介于后兩者之間;三種節(jié)點滯回曲線均比較飽滿,具有良好的耗能能力,節(jié)點延性均較好。利用abaqus建立有限元模型,對試件在低周反復(fù)荷載作用下的受力性能進行非線性有限元分析,分析結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。在此基礎(chǔ)上,分析軸壓比對節(jié)點承載力的影響。

通過柱端加載的低周反復(fù)荷載試驗對8個內(nèi)隔板三邊焊接,而在未焊一邊柱壁板上布置圓柱頭栓釘?shù)姆戒摴芑炷林?h形鋼梁節(jié)點進行了試驗研究,研究了不同軸壓比情況下節(jié)點的破壞模式、延性、耗能性能等。試驗結(jié)果表明,破壞之前節(jié)點具有良好的滯回性能、延性及耗能能力,滿足現(xiàn)行抗震規(guī)范的要求。該節(jié)點可以用于方鋼管混凝土柱兩側(cè)彎矩相差較大時,彎矩較小一側(cè)節(jié)點。提出了相關(guān)的設(shè)計建議。

對內(nèi)隔板式方鋼管混凝土柱-鋼梁栓焊連接節(jié)點提出了三種新型的梁端削弱方式,應(yīng)用通用程序ansys對其進行三維非線性有限元分析,將計算結(jié)果與無削弱節(jié)點、狗骨式節(jié)點的分析結(jié)果進行對比。研究結(jié)果表明:翼緣開孔和翼緣腹板同時開孔的削弱方式能使梁端塑性鉸明顯外移,防止連接節(jié)點脆性破壞,可供實際工程設(shè)計參考。

介紹了一種方鋼管混凝土柱—工字梁連接節(jié)點的形式,利用abaqus有限元模擬對柱頂施加豎向位移荷載,得到該節(jié)點的破壞過程與最終破壞形態(tài),并通過對模擬數(shù)據(jù)的分析,得出該試件豎向位移與豎向荷載之間的關(guān)系,得出此節(jié)點試件有較好的力學(xué)性能.

方鋼管混凝土柱-鋼梁隔板貫通節(jié)點抗震性能試驗——為研究方鋼管混凝土柱與鋼梁連接的隔板貫通式節(jié)點的抗震性能，對4個足尺節(jié)點試件進行了低周反復(fù)荷載試驗，分析了各試件的破壞過程及特征，并對節(jié)點的承栽力、延性、耗能能力和剛度退化等抗震性能指標進行了深入...

為研究方鋼管混凝土柱與鋼梁連接的隔板貫通式節(jié)點的抗震性能,對4個足尺節(jié)點試件進行了低周反復(fù)荷載試驗,分析了各試件的破壞過程及特征,并對節(jié)點的承載力、延性、耗能能力和剛度退化等抗震性能指標進行了深入的研究與分析.結(jié)果表明,隔板貫通節(jié)點滯回曲線飽滿,具有較強的耗能能力;鋼梁翼緣與隔板的連接構(gòu)造對節(jié)點的延性、耗能能力和剛度退化影響較大,倒角放坡型節(jié)點比側(cè)板加強型節(jié)點具有更好的抗震性能;隔板的厚度、澆筑孔徑和鋼管的寬厚比對梁端破壞節(jié)點的抗震性能影響較小,但在試件中澆筑混凝土可以顯著提高節(jié)點剛度,減小核心區(qū)的剪切變形,改善隔板貫通節(jié)點的抗震性能.

方鋼管混凝土柱——鋼梁節(jié)點非線性有限元分析——利用非線性有限元軟件ansys，對鋼材采用von-mises屈服條件和雙線性隨動強化本構(gòu)關(guān)系，對混凝土采用前人總結(jié)的彈塑性本構(gòu)關(guān)系，對混凝土裂縫和高強螺栓連接的面一面接觸等問題采用ansys提供的判別準則，采用三...

某方鋼管混凝土柱鋼梁節(jié)點非線性有限元分析——選擇合理的單元類型、材料本構(gòu)關(guān)系，利用非線性有限元分析程序abaqus對內(nèi)隔板外伸式鋼管混凝土柱一鋼梁節(jié)點進行了三維有限元分析，在試驗研究的基礎(chǔ)上進一步探討了節(jié)點的受力性能和傳力機理．分析結(jié)果表明，該類節(jié)...

方鋼管混凝土柱-鋼梁豎向加勁肋式節(jié)點非線性有限元分析——對方鋼管混凝土柱鋼梁豎向加勁肋式節(jié)點建立了同時考慮幾何非線性和材料非線性的有限元分析模型，模擬分析了單調(diào)加載下節(jié)點的受力性能，較為精確地分析了節(jié)點區(qū)應(yīng)力分布．結(jié)果表明：由有限元模型所得的...

選擇合理的單元類型、材料本構(gòu)關(guān)系,利用非線性有限元分析程序abaqus對內(nèi)隔板外伸式鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點進行了三維有限元分析,在試驗研究的基礎(chǔ)上進一步探討了節(jié)點的受力性能和傳力機理.分析結(jié)果表明,該類節(jié)點傳力路徑清晰,有較好的強度和剛度,滿足"強節(jié)點,弱構(gòu)件"的抗震設(shè)計原則;建立的三維有限元模型能夠比較準確地模擬節(jié)點的實際工作狀態(tài).

利用非線性有限元軟件ansys,對鋼材采用von-mises屈服條件和雙線性隨動強化本構(gòu)關(guān)系,對混凝土采用前人總結(jié)的彈塑性本構(gòu)關(guān)系,對混凝土裂縫和高強螺栓連接的面-面接觸等問題采用ansys提供的判別準則,采用三維實體單元對帶內(nèi)隔板的方鋼管混凝土柱-鋼梁栓焊連接節(jié)點進行了三維建模,模擬分析了鋼管混凝土柱中鋼材、混凝土強度等級等因素在單調(diào)加載和低周反復(fù)加載下對節(jié)點受力性能的影響,并對節(jié)點抗震指標進行了分析比較,得到的有限元分析結(jié)果可供試驗和設(shè)計參考。

進行了3榀方鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架的低周反復(fù)加載試驗,分析了軸壓比和梁柱線剛度比對框架抗震性能的影響。得到了框架的荷載-位移滯回曲線、骨架曲線及各階段的荷載和位移值,分析了框架的破壞特征、延性、耗能能力、承載能力及剛度退化。試驗結(jié)果表明:框架滯回曲線飽滿,具有良好的變形性能和耗能能力;增大軸壓比將降低框架的延性和水平極限承載力,提高框架的耗能能力;增大梁柱線剛度比將降低框架的延性和耗能能力,提高框架的水平極限承載力。試驗結(jié)果可為方鋼管混凝土柱-鋼梁框架的工程應(yīng)用提供參考。