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端板连接蜂窝梁平面钢框架抗连续性倒塌动力性能研究

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土木工程 2024年第4期13卷 531-542页

作者：杨恩光陈勇贾连光沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳中国建筑东北设计研究院有限公司辽宁沈阳

为研究端板连接蜂窝梁平面钢框架抗连续性倒塌的动力性能,本文采用拆除构件法研究中柱失效下的端板连接蜂窝梁平面钢框架的抗连续性倒塌动力性能分析,并研究不同端板厚度、开孔率、首孔距离及孔形等参数对其抗连续性倒塌动力性能的影响... 详细信息

为研究端板连接蜂窝梁平面钢框架抗连续性倒塌的动力性能,本文采用拆除构件法研究中柱失效下的端板连接蜂窝梁平面钢框架的抗连续性倒塌动力性能分析,并研究不同端板厚度、开孔率、首孔距离及孔形等参数对其抗连续性倒塌动力性能的影响。结果表明:中柱失效后,随失效柱的位移增加,蜂窝梁首孔处逐渐形成塑性铰,结构内传力路径重分布,使其重新维持稳定,并未发生连续倒塌。失效点极限竖向位移为419.1 mm,失效柱第三层极限水平位移为25.7 mm。端板厚度对其抗连续性倒塌性能影响较大,端板厚度为6 mm时,失效柱两侧蜂窝梁极限竖向转角达到7.34˚,结构发生连续性倒塌,建议端板厚度为10~14 mm之间。开孔率和首孔距离对连续倒塌性能影响较小,开孔率对其极限位移影响为正相关,推荐开孔率在50%~70%之间,首孔距离对其极限位移影响为正相关,推荐首孔距离在0.5~1.5 h之间。正六边形孔端板连接蜂窝梁平面钢框架相较圆孔形会更加稳定。基于位移法,提出适合端板连接蜂窝梁平面钢框架结构的动力放大系数为1.2。

关键词：蜂窝梁平面钢框架端板连接连续倒塌动力性能研究动力放大系

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端板连接普通螺栓群中和轴位置研究

建筑钢结构进展 2023年第7期25卷 56-65页

作者：王安涟张志文王昌远陈菁刘雁戴笠扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225127 中国市政工程华北设计研究总院有限公司江苏分公司南京210019

以螺栓群偏心距和端板厚度为研究参数,对梁柱节点中端板连接在偏心拉力作用下(A组)和纯弯矩作用下(B组)的螺栓群进行了受拉性能试验研究。通过对破坏模式、螺栓群受力分布和中和轴偏移率的分析,研究了端板连接普通螺栓群中和轴位置变化... 详细信息

以螺栓群偏心距和端板厚度为研究参数,对梁柱节点中端板连接在偏心拉力作用下(A组)和纯弯矩作用下(B组)的螺栓群进行了受拉性能试验研究。通过对破坏模式、螺栓群受力分布和中和轴偏移率的分析,研究了端板连接普通螺栓群中和轴位置变化的情况;对两组试验开展有限元分析,从荷载-位移曲线和节点抗拉性能两方面进行研究。结果表明:随着荷载逐渐增大,螺栓群中和轴不断向受压区移动;增大螺栓群偏心距可使螺栓力增大,且加快中和轴向受压区偏移;增加端板厚度能够减小螺栓力,并延缓中和轴向受压区偏移;现行偏心受拉和纯弯矩作用下普通螺栓端板连接的计算方法(或公式)较为保守,与试验结果相差较大。给出的端板连接螺栓力修正公式的计算结果与试验结果吻合良好。在保证结构安全的前提下,该修正公式计算结果更接近螺栓端板的实际受力状态,从而达到减小节点钢材用量和降低成本的目的。

关键词：端板连接普通螺栓群中和轴位置螺栓力分布有限元分析

箱形节点域不锈钢端板连接梁柱弱轴节点受力性能

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工程科学与技术 2023年第5期55卷 75-84页

作者：高焌栋袁焕鑫杜新喜钱辉蔡黎明高树才郑州大学土木工程学院河南郑州450001 武汉大学土木建筑工程学院湖北武汉430072 河南省建筑设计研究院有限公司河南郑州450099

为了探究不锈钢弱轴节点的静力性能和抗震性能,设计并加工了4个端板连接不锈钢梁柱弱轴节点试件,包括奥氏体型和双相型两种不锈钢牌号试件各两个,且均设置了箱形节点域进行加强。对节点试件分别开展单调静力和低周反复加载试验,得到了... 详细信息

为了探究不锈钢弱轴节点的静力性能和抗震性能,设计并加工了4个端板连接不锈钢梁柱弱轴节点试件,包括奥氏体型和双相型两种不锈钢牌号试件各两个,且均设置了箱形节点域进行加强。对节点试件分别开展单调静力和低周反复加载试验,得到了节点的整体受力性能和局部受力特征,包括节点在单调静力和低周反复荷载作用下的失效破坏形态、荷载-位移曲线和螺栓力发展过程,以及节点在低周反复荷载作用下的刚度、强度退化和耗能能力。结果表明:在静力和循环荷载作用下,节点的最终破坏形态为柱子蒙皮板与柱翼缘的对接焊缝出现断裂,奥氏体型不锈钢节点的初始刚度约为双相型不锈钢节点的90%,塑性承载力约为双相型不锈钢节点的60%~70%;节点在循环荷载作用下,滞回曲线较为饱满,无明显捏拢现象,出现了刚度和强度退化,奥氏体型不锈钢节点的累积耗能约为双相型不锈钢节点的3倍。设置箱形节点域之后,弱轴端板连接节点受力性能对焊缝质量要求更高,焊缝的提前断裂导致不锈钢材的优良延性未能充分发挥。采用有限元软件ABAQUS建立了精细数值模型对试验节点的受力性能进行模拟,并基于试验结果验证了所建立模型的准确性。得到的试验结果和建立的有限元模型可为后续箱形节点域不锈钢弱轴节点受力性能研究提供参考。

关键词：不锈钢梁柱弱轴节点端板连接箱形节点域

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端板连接蜂窝梁-柱节点抗震性能试验研究

工业建筑 2022年第12期52卷 121-127页

作者：贾连光毕然李秋镕沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168

为研究开孔形状、开孔率和混凝土楼板对蜂窝梁柱端板连接节点抗震性能的影响,设计4个足尺边节点并进行拟静力加载试验,研究试件破坏模式、承载能力、延性和耗能性能等。结果表明:对有楼板的试件,孔型对节点破坏形态和抗震性能影响较大,... 详细信息

为研究开孔形状、开孔率和混凝土楼板对蜂窝梁柱端板连接节点抗震性能的影响,设计4个足尺边节点并进行拟静力加载试验,研究试件破坏模式、承载能力、延性和耗能性能等。结果表明:对有楼板的试件,孔型对节点破坏形态和抗震性能影响较大,六边形孔更易发生梁铰破坏且耗能性能更好;开孔率对节点的破坏形态、承载能力和延性影响较大,适当提高开孔率有利于应力由端板连接处向首孔迁移,降低端板与柱翼缘的应变极限值;楼板的组合效应使节点的抗弯承载力提高25%以上,耗能和延性分别提高16.5%和30.7%,极限转角提高40.9%,但会减弱应力由端板连接处向首孔的迁移效应。对于梁铰破坏形式的组合节点,采用ASCE中对腹板开洞组合梁的承载力计算方法所得结果与试验值吻合较好。

关键词：蜂窝梁端板连接应力迁移塑性铰拟静力试验抗震性能

带U形连接件的加强式梁柱弱轴端板连接节点抗震性能研究

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建筑钢结构进展 2023年第1期25卷 38-48页

作者：聂少锋王硕刘波刘哲韩勇长安大学建筑工程学院西安710061 海军研究院海防工程设计研究所北京100070

对带U形连接件的肋板加强式钢梁-H形钢柱弱轴端板连接节点的抗震性能开展数值研究。在验证有限元模型准确性的基础上,分析了U形连接件厚度、加强肋板长度、加强肋板高度和梁端端板厚度对该节点破坏模式、抗弯承载力及抗震性能的影响。... 详细信息

对带U形连接件的肋板加强式钢梁-H形钢柱弱轴端板连接节点的抗震性能开展数值研究。在验证有限元模型准确性的基础上,分析了U形连接件厚度、加强肋板长度、加强肋板高度和梁端端板厚度对该节点破坏模式、抗弯承载力及抗震性能的影响。结果表明:该节点属于典型的梁柱半刚性连接节点,具有较好的转动能力;在H形钢柱弱轴设置U形连接件可使其与柱腹板和翼缘形成箱形节点域,增大节点域体积和抗剪切变形能力,提高节点抗弯承载力。U形连接件厚度取为0.83tf~1.16tf(tf为柱翼缘厚度)时,梁端形成塑性铰并先于U形连接件发生破坏;设置端板加强肋板可使梁端塑性铰远离节点区,避免钢梁与端板连接处焊缝应力集中,满足“强节点、弱构件”的抗震设防目标。同时提出了梁端端板厚度和加强肋板构造的建议取值,可供工程设计参考。

关键词：梁柱弱轴连接 U形连接件端板连接抗震性能数值分析

全栓接蜂窝梁柱端板连接空间节点梁铰机制有限元分析

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2023年第4期39卷 596-603页

作者：贾连光李秋镕郑圆维王春刚沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 中国建筑东北设计研究院有限公司辽宁沈阳110006

目的提出一种全栓接蜂窝梁柱端板连接空间节点并探究节点强弱轴向蜂窝梁成铰机制的影响因素及梁铰发展规律,为工程应用提供参考。方法在验证ABAQUS模型精确度良好的基础上,建立36个蜂窝梁柱端板连接空间节点模型,分析连接刚度(端板厚度... 详细信息

目的提出一种全栓接蜂窝梁柱端板连接空间节点并探究节点强弱轴向蜂窝梁成铰机制的影响因素及梁铰发展规律,为工程应用提供参考。方法在验证ABAQUS模型精确度良好的基础上,建立36个蜂窝梁柱端板连接空间节点模型,分析连接刚度(端板厚度)、蜂窝梁节点转动贡献率(开孔率、开孔位置)对节点力学性能及破坏形式的影响,基于等效T型件法及组件法分析了弱轴向节点组件的节点转动贡献率。结果柱弱轴向弯曲变形及环端板对柱翼缘的约束使强轴向端板的抗弯承载能力降低,连接刚度及蜂窝梁节点转动贡献率足够时,强弱轴向最终均可形成梁铰机制,并具备良好的承载能力。结论强弱轴向端板厚度分别宜大于t_(cf)(柱翼缘厚度)与0.75 t_(cf),建议强弱轴向蜂窝梁开孔率分别为60%~65%和65%~70%,蜂窝梁节点转动贡献率可作为节点破坏模式的识别指标,并给出相应的计算方法。

关键词：蜂窝梁柱节点栓接端板连接梁铰机制有限元分析

带填板的端板连接梁拼接节点抗弯性能有限元分析

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工业建筑 2023年第9期53卷 78-87页

作者：田欣张素梅陈振明陶宇张冰哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055

目前装配式钢梁连接常采用高强螺栓端板连接形式,构件在工厂制作完成,加工精度高;构件运抵施工现场采用高强螺栓完成拼接,安装快捷方便;但在连接端板之间经常存在对接缝隙,工程中常采用填板弥补空隙。但目前相关规范中对于填板的厚度并... 详细信息

目前装配式钢梁连接常采用高强螺栓端板连接形式,构件在工厂制作完成,加工精度高;构件运抵施工现场采用高强螺栓完成拼接,安装快捷方便;但在连接端板之间经常存在对接缝隙,工程中常采用填板弥补空隙。但目前相关规范中对于填板的厚度并无规定。为研究填板对于端板连接梁梁拼接节点抗弯刚度及抗弯承载力的影响,采用有限元软件ABAQUS建立了含有填板的端板连接节点实体单元模型,设置了结构各组件间复杂的接触关系,考虑了端板厚度及填板厚度的影响,研究了螺栓杆的拉力传递、中和轴位置的变化、填板的受力情况及端板受拉区的极限受力状态等工作机理。分析结果表明:当钢梁为H400×200×8×13,端板为-400×200×t_(p1)(t_(p1)=12~24 mm)时,随着填板厚度的增加,节点的初始抗弯刚度减小,当填板厚度在15 mm以内时,对节点抗弯承载力无明显影响。

关键词：端板连接填板高强螺栓抗弯性能承载力

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端板连接高强度螺栓受力特性试验研究

东南大学学报（自然科学版） 2004年第3期34卷 375-378页

作者：施刚石永久王元清李少甫陈宏清华大学土木工程系北京100084

为研究钢结构梁柱外伸式端板连接中摩擦型高强度螺栓的受力特性 ,对 5个不同构造的试件进行了试验研究 ,并且采取特殊方法测量了螺栓的拉力分布状态 ,研究了端板厚度、螺栓直径等因素对螺栓受力特性的影响 .试验结果表明 :受拉区螺栓同... 详细信息

为研究钢结构梁柱外伸式端板连接中摩擦型高强度螺栓的受力特性 ,对 5个不同构造的试件进行了试验研究 ,并且采取特殊方法测量了螺栓的拉力分布状态 ,研究了端板厚度、螺栓直径等因素对螺栓受力特性的影响 .试验结果表明 :受拉区螺栓同时承受拉力和弯矩 ,螺栓与端板的相对强弱决定了螺栓承受弯矩的大小 ,不同的节点计算模型则适用于不同的节点构造 .最后根据试验结果对外伸式端板连接节点提出了设计建议 .

关键词：钢结构端板连接外伸式螺栓

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端板连接不锈钢梁柱节点抗震性能研究

建筑结构学报 2021年第S2期42卷 160-169页

作者：袁焕鑫高焌栋杨璐范浩杜新喜武汉大学土木建筑工程学院岩土与结构工程安全湖北省重点实验室湖北武汉430072 北京工业大学建筑工程学院北京100124 中信建筑设计研究总院有限公司湖北武汉430014

为研究端板连接不锈钢梁柱节点抗震性能,设计了6个端板连接梁柱节点足尺试件,包括5个不锈钢节点和1个Q345B普通钢节点。对节点试件进行拟静力试验,得到各试件的失效破坏形态、滞回曲线和承载性能等。采用有限元软件ABAQUS对节点试件的... 详细信息

为研究端板连接不锈钢梁柱节点抗震性能,设计了6个端板连接梁柱节点足尺试件,包括5个不锈钢节点和1个Q345B普通钢节点。对节点试件进行拟静力试验,得到各试件的失效破坏形态、滞回曲线和承载性能等。采用有限元软件ABAQUS对节点试件的低周反复加载试验过程进行准确模拟,进一步分析了节点的抗震性能。结果表明:不同材料牌号不锈钢的中柱节点试件的耗能能力基本相当,且优于普通钢中柱节点试件的;不锈钢中柱节点试件的梁端荷载-位移滞回曲线较边柱节点的更为饱满,但中柱节点试件的承载力较低;设置端板加劲肋可以显著改善节点试件的抗震性能,承载力提高约30%,累积耗能增加100%。节点试件的转角均满足欧洲和美国抗震规范的限值要求,表明节点试件具有良好的抗震性能。

关键词：梁柱节点不锈钢端板连接拟静力试验有限元分析抗震性能