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装配式方管柱H型钢梁外套板式节点受力性能研究

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装配式方管柱H型钢梁外套板式节点受力性能研究

作者：贾增辉辽宁科技大学

学位级别：硕士

随着“绿色建筑”的推广,装配式建筑将成为未来建筑发展的潮流。在装配式建筑中,连接节点的设计是一个重要的设计环节,也是推动装配式建筑发展的重要组成部分。目前我国节点形式主要以H型柱H型梁为主,随着方管柱的出现,克服了H型柱两侧... 详细信息

随着“绿色建筑”的推广,装配式建筑将成为未来建筑发展的潮流。在装配式建筑中,连接节点的设计是一个重要的设计环节,也是推动装配式建筑发展的重要组成部分。目前我国节点形式主要以H型柱H型梁为主,随着方管柱的出现,克服了H型柱两侧刚度不同的缺点。本文在此基础上,对目前国内外适用于装配式结构体系的梁柱连接形式进行了总结,提出了适用于低层装配式建筑的装配式方管柱H型钢梁外套板式节点。该节点在方管柱的基础上,增加了外套板,加强了柱的刚度,起到了“强柱”的作用。梁柱在现场只需要通过螺栓进行连接,方便快捷,符合装配式建筑的特点。本文的研究工作围绕该节点进行展开,主要研究内容如下:(1)设计并进行了4个足尺的方管柱H型钢梁外套板式节点的单调静力实验,得到了节点的破坏过程以及极限荷载、极限位移等一系列数据,考察了方管柱H型钢梁外套板式节点在单调荷载作用下的受力性能和破坏模式。(2)运用ABAQUS有限元软件对节点进行模拟分析,根据有限元计算结果,分析各节点在单调荷载作用下的塑性发展及破坏过程,并对节点的极限荷载、极限位移等相关数据进行总结,分析该节点的受力性能。同时将有限元模拟结果与实验结果进行对比,对该类节点受力形态有更明确的认识。(3)运用ABAQUS有限元软件,对外套板式节点施加了低周往复荷载来模拟地震作用,通过对有无套板、加劲肋个数、加劲肋长度、有无耳板、连接件开孔个数、梁与套板间距、梁截面面积等七组变量的模拟,选择出性能较优的节点形式。在此基础上,研究外套板厚度、连接件厚度、加劲肋厚度、材料属性、螺栓预紧力等因素对节点抗震性能的影响。(4)结合实验与有限元分析的结果得到一般规律性的结论,对装配式方管柱H型钢梁外套板式节点的研究进行总结,并指明进一步的研究方向。

关键词：装配式建筑外套板式节点有限元地震作用

新型异形钢管混凝土框架角柱外套板式节点抗震性能试验及数值模拟研究

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新型异形钢管混凝土框架角柱外套板式节点抗震性能试验及数值模拟...

作者：陈蕾蒙昆明理工大学

学位级别：硕士

梁柱连接节点作为整个结构的传力枢纽,其抗震性能对于整个结构的安全起着至关重要的作用。国内外现有的异形钢管混凝土柱框架节点在装配和使用过程中都不可避免地存在一定的问题。为了更好地推进异型钢管混凝土柱结构体系在云南省村镇... 详细信息

梁柱连接节点作为整个结构的传力枢纽,其抗震性能对于整个结构的安全起着至关重要的作用。国内外现有的异形钢管混凝土柱框架节点在装配和使用过程中都不可避免地存在一定的问题。为了更好地推进异型钢管混凝土柱结构体系在云南省村镇住宅工程中的推广与应用,本文提出了一种新型异形钢管混凝土框架角柱外套板式节点,并采用试验与数值模拟相结合的方式对其抗震性能进行了系统化的研究,主要内容如下:1.介绍了与钢管混凝土柱框架节点相关的设计原则和分类标准,并对异形钢管混凝土框架角柱外套板式节点的承载力计算公式进行了推导,为后续设计和进行节点低周往复荷载试验提供理论基础。2.设计并进行了两组相同参数的异形钢管混凝土框架角柱外套板式节点低周往复荷载试验,得出了节点的滞回曲线、骨架曲线、延性性能、耗能能力和刚度退化等力学性能指标,结果表明异形钢管柱的焊缝质量会对节点的破坏模式造成影响,焊缝质量达到设计要求的异形钢管混凝土框架角柱外套板式节点滞回曲线饱满,承载能力高,刚度退化稳定,延性性能和耗能能力较好。3.建立了异形钢管混凝土框架角柱外套板式节点的有限元模型,该模型考虑了材料、几何非线性,混凝土与异形钢管柱壁之间的接触等问题,并给出了单元选取,分析步及相互作用的设置、荷载及边界条件的施加的解决方法,与试验结果对比之后,发现模型计算所得结果与试验相比误差控制在5%以内,验证了所建立节点模型的正确性,为下一步的参数化分析奠定了基础。4.在试验和数值模拟的基础上,本文通过改变节点的轴压比,钢材强度、外套板厚度、T型件翼缘、腹板的厚度以及T型件是否加劲6个参数,共建立了20个不同参数的有限元模型,对模型的应力云图,滞回曲线,骨架曲线三个方面进行了对比分析,得出了不同参数对节点抗震性能的影响规律,为异形钢管混凝土框架角柱外套板式节点的各组件在实际工程中的合理取值提供设计建议。

关键词：异形钢管混凝土柱外套板式节点低周往复荷载试验数值模拟抗震性能

异形钢管混凝土柱外套板式节点试验及数值模拟研究

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科技通报 2023年第9期39卷 39-46,89页

作者：叶晋源陶忠陈蕾蒙冼乐勇韩东吉昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 云南工程抗震研究所昆明650500

本文提出一种异形钢管混凝土框架角柱外套板式节点。针对节点制作1种异形柱外套板式(BASE)试件进行拟静力试验,取得节点的滞回曲线、骨架曲线和破坏模式等。对BASE节点进行有限元模拟,验证了模型的正确性;对验证后的有限元模型进行变参... 详细信息

本文提出一种异形钢管混凝土框架角柱外套板式节点。针对节点制作1种异形柱外套板式(BASE)试件进行拟静力试验,取得节点的滞回曲线、骨架曲线和破坏模式等。对BASE节点进行有限元模拟,验证了模型的正确性;对验证后的有限元模型进行变参数分析,研究外套板厚度、T型件翼缘厚度对节点承载力、耗能能力和延性的影响。试验结果表明:节点主要靠螺栓滑移和H型钢梁屈曲耗能,H型钢梁所形成塑性铰远离节点核心区域,属于典型的延性破坏,符合“强节点弱构件”的设计原则;参数分析中增加节点外套板厚度对节点的耗能能力和延性有一定提升,极限承载力没有较大变化;同时,随着T型件翼缘厚度增加,节点延性逐渐增大,耗能能力明显提升,极限承载力出现逐渐提前。

关键词：异形钢管混凝土柱外套板式节点拟静力试验数值模拟抗震性能

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新型钢结构外套板式节点的研究与分析

江西建材 2016年第20期 2-2,5页

作者：张晗河南大学土木建筑学院河南开封475000

我国的建筑业近年来飞速发展,随着钢产量的提升,钢结构在建筑中的运用也越来越多。其中工字型钢梁与方钢管柱所构成的框架结构是运用较为广泛的一种框架结构,但这种传统的钢结构还存在一定的问题,达不到安全的要求。对节点的研究是其中... 详细信息

我国的建筑业近年来飞速发展,随着钢产量的提升,钢结构在建筑中的运用也越来越多。其中工字型钢梁与方钢管柱所构成的框架结构是运用较为广泛的一种框架结构,但这种传统的钢结构还存在一定的问题,达不到安全的要求。对节点的研究是其中的突破点,现今已经研究出一种外套板式节点。本文首先分析钢结构建筑的特点,然后讨论几种钢结构节点的优缺点,最后对外套板式节点进行分析。

关键词：钢结构建筑方钢管柱工字型钢梁外套板式节点

装配式方管柱H型钢梁外套板式节点抗震性能分析

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装配式方管柱H型钢梁外套板式节点抗震性能分析

第十八届全国现代结构工程学术研讨会

作者：姜鸥贾曾辉大元建业集团股份有限公司北京华通设计顾问工程有限公司

随着绿色建筑的推广,装配式建筑将成为未来建筑发展的潮流。在装配式建筑中,连接节点的设计是一个重要的设计环节,也是推动装配式建筑发展的重要组成部分。在此基础上,对目前国内外适用于装配式结构体系的梁柱连接形式进行了总结,提出... 详细信息

随着绿色建筑的推广,装配式建筑将成为未来建筑发展的潮流。在装配式建筑中,连接节点的设计是一个重要的设计环节,也是推动装配式建筑发展的重要组成部分。在此基础上,对目前国内外适用于装配式结构体系的梁柱连接形式进行了总结,提出了适用于低层装配式建筑的装配式方管柱H型钢梁外套板式节点。该节点在方管柱的基础上,增加了外套板,加强了柱的刚度,起到了强柱的作用。运用ABAQUS有限元软件,对外套板式节点施加了低周往复荷载来模拟地震作用,通过对有无套板、加劲肋个数、加劲肋长度三组变量的模拟,选择出性能较优的节点形式。

关键词：装配式建筑外套板式节点地震作用

来源： cnki会议评论

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中柱失效下外套板式钢框架梁柱节点性能研究

中柱失效下外套板式钢框架梁柱节点性能研究

作者：杨浩轩西安建筑科技大学

学位级别：硕士

建筑结构在其整个生命周期中,不仅要承受常见的外部荷载,还有可能遭受爆炸、地震、恐怖袭击等偶然荷载的作用,造成建筑结构的整体倒塌破坏。以框架结构为主要受力体系的建筑,梁柱节点是其传力的核心部位,对建筑结构抵抗连续倒塌发挥着... 详细信息

建筑结构在其整个生命周期中,不仅要承受常见的外部荷载,还有可能遭受爆炸、地震、恐怖袭击等偶然荷载的作用,造成建筑结构的整体倒塌破坏。以框架结构为主要受力体系的建筑,梁柱节点是其传力的核心部位,对建筑结构抵抗连续倒塌发挥着至关重要的作用。外套板式节点是一种可以应用于装配式钢结构中的新型节点,外套板预先在工厂焊接在柱壁,梁柱在现场用全螺栓连接,节点区域无内隔板,整个节点构造简单、施工方便。然而,在中柱遭受偶然荷载作用突然失效工况下,外套板式节点的性能研究还是一片空白。本文将研究中柱失效下外套板式钢框架梁柱节点的性能。本文建立所有节点子结构的实体单元有限元模型,研究节点在建筑结构中柱失效后引发连续倒塌工况下的受力性能,并通过对现有试验现象和数据的比较,验证该模型的有效性。依据螺栓直径的不同,将节点分为两组,重点对比研究螺栓直径为16mm的基本节点和外套板式节点,通过分析两类节点的变形形态、破坏模式和梁端转动能力,考察节点的受力过程以及受力机制的转换过程,并进一步揭示节点核心区域柱壁外加套板对节点性能的影响。对外套板式节点进行变参分析,研究外套板厚度、T型件腹板厚度和T型件翼缘厚度以及螺栓孔径对节点性能的影响。研究表明,外套板式节点的塑性铰位置远离节点核心区域,但节点核心区域柱壁增加外套板后,节点刚度增大,变形能力和梁端转动能力被削弱,不利于悬链线机制抗力的发展,节点主要依靠弯曲机制提供的竖向抗力来承担上部荷载。外套板厚度和T型件翼缘厚度对节点的转动能力和抗力发展程度有较大影响,而T型件腹板厚度和螺栓孔径影响较小。对外套板式节点的各项尺寸参数提出了较为合理的建议,节点的研究成果可以用于框架结构抗连续倒塌能力的简化评估。

关键词：连续倒塌外套板式节点有限元分析材料损伤破坏模式抗力机制