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翼缘削弱对钢管混凝土外加强环节点受力性能的改善

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土木工程学报 2010年第12期43卷 21-27页

作者：李成玉郭耀杰罗冽武汉科技大学湖北武汉430070 武汉大学湖北武汉430072 香港大学

对加强环式节点进行低周反复加载非线性模拟分析,发现在反复荷载作用初期,环板就出现贯穿的塑性带;通过节点域柱壁滞回曲线与梁端滞回曲线的对比,表明节点滞回曲线主要由柱壁变形而非梁端塑性变形所贡献。为了改变这一不利特征,对钢梁... 详细信息

对加强环式节点进行低周反复加载非线性模拟分析,发现在反复荷载作用初期,环板就出现贯穿的塑性带;通过节点域柱壁滞回曲线与梁端滞回曲线的对比,表明节点滞回曲线主要由柱壁变形而非梁端塑性变形所贡献。为了改变这一不利特征,对钢梁翼缘进行定向削弱,模拟分析发现,节点受力情况得到明显改善:①环板上应力分布得到明显缓和,转角处的应力集中程度明显降低;②通过改变环板尺寸或者翼缘削弱程度可以保证塑性铰先出现在梁根部而不是环面上;③在弹性受力阶段节点刚度没有下降;④在反复荷载作用下,节点域变形很小,环面上的塑性扩展不明显。由此可见,通过翼缘削弱可以明显改善外加强环式节点的受力性能,从而达到"强节点"的要求。

关键词：钢管混凝土外加强环节点翼缘削弱强节点弱构件

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翼缘削弱型端板连接节点抗震性能分析

地震工程与工程振动 2015年第2期35卷 157-165页

作者：杨应华师梦尘西安建筑科技大学陕西西安710055

为克服梁柱外伸式端板连接节点抗震性能的不足,论文提出了梁翼缘削弱型外伸式端板连接节点这种新的节点形式。应用ANSYS有限元对此种节点进行了非线性单调和滞回有限元分析。研究了端板厚度、端板上螺栓数量、翼缘削弱尺寸(削弱区起始... 详细信息

为克服梁柱外伸式端板连接节点抗震性能的不足,论文提出了梁翼缘削弱型外伸式端板连接节点这种新的节点形式。应用ANSYS有限元对此种节点进行了非线性单调和滞回有限元分析。研究了端板厚度、端板上螺栓数量、翼缘削弱尺寸(削弱区起始位置、削弱区长度、最大深度)对节点承载力、塑性铰形成规律以及滞回性能的影响。结果表明:所提出的梁柱外伸式端板连接节点的抗震性能优于普通外伸式端板连接节点;选择合理削弱参数可以有效地提高外伸式端板连接节点的抗震性能,克服其不足。

关键词：梁柱端板连接翼缘削弱有限元滞回性能耗能系数

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翼缘削弱型端板连接节点受力性能研究

翼缘削弱型端板连接节点受力性能研究

作者：师梦尘西安建筑科技大学

学位级别：硕士

梁柱节点在钢结构抗震中有着重要的作用。1994年的Northridge地震和1995年的Kobe地震中，梁柱节点都发生了不同程度的破坏。为此，半刚性节点和改进型刚性节点成为工程实际和研究的热门问题。梁柱外伸式端板连接节点具有较好的抗震性能... 详细信息

梁柱节点在钢结构抗震中有着重要的作用。1994年的Northridge地震和1995年的Kobe地震中，梁柱节点都发生了不同程度的破坏。为此，半刚性节点和改进型刚性节点成为工程实际和研究的热门问题。梁柱外伸式端板连接节点具有较好的抗震性能，但端板焊缝撕裂、高强螺栓被拉断以及端板弯剪破坏都是外伸式端板连接节点应用于抗震结构的不利之处。为此，作者将其与梁翼缘削弱的思路相结合，提出翼缘削弱型外伸式端板连接节点这种新的节点形式。利用非线性有限元软件ANSYS对不同参数组合的新型节点进行静力荷载和循环荷载下的受力分析，并和普通的外伸式端板连接节点进行对比。首先，本文研究了不同削弱参数对节点承载力、弹性刚度以及塑性铰形成规律的影响，对端板和螺栓上的应力变化进行了详细分析，研究了不同应力路径上的应力变化规律，并和普通的端板连接节点进行对比分析。结果表明合理的梁翼缘削弱尺寸可以使节点塑性铰转移到削弱区，有效的保护了端板连接节点的薄弱环节，使得钢结构的延性和抗震性能更加可靠。其次，本文研究了端板厚度、端板上螺栓数量、节点域强度和翼缘削弱尺寸（削弱区起始位置、削弱区长度、最大深度）对节点滞回性能的影响，并和普通的外伸式端板连接节点进行对比分析。结果表明端板厚度、节点域强度和翼缘削弱深度对节点滞回性能的影响非常明显，对外伸式端板连接节点梁翼缘进行合理的削弱使得其滞回曲线饱满稳定，耗能系数大幅度提升。综上所述，本文所提出的梁柱外伸式端板连接节点的抗震性能优于普通外伸式端板连接节点，选择合理的削弱参数可以有效的提高外伸式端板连接节点的抗震性能，克服其不足。

关键词：钢框架梁柱端板连接翼缘削弱有限元滞回性能

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翼缘削弱的型钢混凝土框架抗震性能试验研究

翼缘削弱的型钢混凝土框架抗震性能试验研究

作者：阿尔曼天津大学

学位级别：硕士

与钢筋混凝土结构相比,型钢混凝土结构具有承载力高、延性好的特点,因而在工程中得到了广泛的应用。然而,在强震作用下,梁端塑性铰易诱发型钢梁柱连接焊缝发生脆性断裂,且渗透到节点核心区,从而大幅度地降低型钢混凝土结构的抗震性能。... 详细信息

与钢筋混凝土结构相比,型钢混凝土结构具有承载力高、延性好的特点,因而在工程中得到了广泛的应用。然而,在强震作用下,梁端塑性铰易诱发型钢梁柱连接焊缝发生脆性断裂,且渗透到节点核心区,从而大幅度地降低型钢混凝土结构的抗震性能。本文提出对梁端型钢翼缘采取狗骨式削弱,将塑性铰从梁端转移到削弱部位,从而提高型钢混凝土结构的抗震性能,因而具有重要的理论意义和工程价值。本文通过一榀梁端翼缘削弱的型钢混凝土框架模型的低周反复加载试验,系统地研究了梁端型钢翼缘狗骨式削弱的型钢混凝土框架结构的抗震性能,主要研究工作和成果如下:(1)设计制作了一榀两跨三层1/3比例的梁端型钢翼缘狗骨式削弱的型钢混凝土框架模型。根据框架模型与原型的相似率要求,设计了框架模型的各个部分,并对框架模型各构件的型钢与钢筋混凝土部分的抗弯、抗剪、抗震性能及内力等进行了详尽的计算。同时,对所设计的模型框架进行了Push-over分析,研究了模型框架的弹塑性性能。(2)试验研究了梁端型钢翼缘狗骨式削弱的型钢混凝土框架结构的抗震性能。通过对所设计制作的模型框架的低周反复荷载试验,研究了框架结构在水平地震作用下的承载能力、延性、刚度退化、耗能能力、滞回特性和破坏机制以及翼缘狗骨式削弱对框架整体受力性能的作用;进一步研究了型钢混凝土框架结构的抗震能力设计方法。研究表明:梁端型钢翼缘具有狗骨式削弱截面的型钢混凝土框架结构延性好,变形能力强,耗能能力和承载能力高,满足一般延性框架的抗震性能要求。因此,对梁端型钢翼缘采取狗骨式削弱,能够提高型钢混凝土框架结构的抗震性能。

关键词：型钢混凝土框架翼缘削弱抗震性能模型试验,承载能力延性滞回特性破坏机制

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新型翼缘削弱型弱轴连接节点滞回性能研究

新型翼缘削弱型弱轴连接节点滞回性能研究

作者：全凯长安大学

学位级别：硕士

目前钢结构工程中H形梁与H形柱弱轴连接都是采用弱轴楔形加劲板连接,而此种方式无论是受力性能还是加工制作都存在一定的不足之处。为了更好的解决H形柱弱轴方向的梁柱连接问题,同济大学李国强老师提出一种H型柱弱轴方向端板连接梁柱节... 详细信息

目前钢结构工程中H形梁与H形柱弱轴连接都是采用弱轴楔形加劲板连接,而此种方式无论是受力性能还是加工制作都存在一定的不足之处。为了更好的解决H形柱弱轴方向的梁柱连接问题,同济大学李国强老师提出一种H型柱弱轴方向端板连接梁柱节点形式。而在现有柱弱轴连接研究中,长安大学卢林枫老师所在课题组提出了节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接形式,研究表明该新型梁柱节点具有良好的受力性能和耗能能力,其破坏形式为在梁翼缘端部出现塑性铰。为了减小梁柱连接处焊缝应力,可通过构造措施实现塑形铰外移,这是解决钢框架结构梁柱节点处焊缝过早发生脆性破坏的有效方式。本文正是在李国强老师所提新型节点的基础上,综合考虑卢林枫老师课题组系列试验的经验和结论,进而提出新型翼缘削弱型梁柱弱轴连接节点。本文利用ABAQUS软件研究了梁柱强轴连接翼缘削弱型节点的滞回性能,并与已有该节点的试验和有限元数据作对比研究,验证了本文有限元建模方法的可靠性。对比分析了新型翼缘削弱型梁柱弱轴连接节点滞回性能的差异,并探讨了新型弱轴连接中有关参数对节点力学性能的影响,包括柱加劲肋厚度、柱端板厚度、柱端板高度以及各削弱参数的参考设计值。研究表明:(1)新型翼缘削弱型弱轴连接节点、传统翼缘削弱型弱轴连接节点均可实现塑性铰外移,但新型翼缘削弱型弱轴连接节点有较高的承载力和延性性能。(2)新型翼缘削弱型弱轴连接节点初始刚度、承载力随柱加劲肋厚度和柱端板厚度变大而增大,随柱端板高度变化不大。(3)新型翼缘削弱型弱轴连接节点的削弱参数参考强轴连接相关削弱参数取值设计,且设计范围差异不大。本文建议新型翼缘削弱型弱轴连接节点柱加劲肋厚度和梁翼缘厚度等厚或增加2mm,柱端板厚度比梁翼缘厚度厚2-4mm,柱端板高度高出梁翼缘120mm;建议柱端板至削弱区距离a取0.5bf.75bf之间,削弱段长度b取0.65h～0.85h之间,削弱深度c取0.21b～0.24b之间。

关键词：梁柱弱轴连接翼缘削弱有限元分析滞回性能

钢管混凝土柱—翼缘削弱钢梁隔板贯通节点性能研究

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钢管混凝土柱—翼缘削弱钢梁隔板贯通节点性能研究

作者：李睿武汉科技大学

学位级别：硕士

钢管混凝土有效地包括了钢与混凝土各自的优点——延性好、抗压强度高,同时钢管可作为混凝土的承重骨架和模板,从而减少了钢骨架及模板的使用量。目前已广泛的应用于中层和高层住宅建筑中,但钢管混凝土节点的构造方案却一直制约着这种... 详细信息

钢管混凝土有效地包括了钢与混凝土各自的优点——延性好、抗压强度高,同时钢管可作为混凝土的承重骨架和模板,从而减少了钢骨架及模板的使用量。目前已广泛的应用于中层和高层住宅建筑中,但钢管混凝土节点的构造方案却一直制约着这种结构的推广和应用,因此,本文提出了一种新型的节点形式——钢管混凝土柱-翼缘削弱钢梁隔板贯通节点。并用有限元软件ANSYS对该节点进行了较为系统的分析。通过对节点施加单调以及往复荷载,从P-Δ曲线,刚度退化,剪力传递等方面考察,发现隔板与狗骨式梁配合良好,能将梁端的应力更加平稳的传入钢管混凝土柱,防止柱壁鼓屈和节点脆性破坏,且翼缘的削弱并不加速节点的刚度退化。同时将此节点与传统的外加强环式节点相比较,发现新型节点有效地改善了节点的受力性能,表现出了良好的塑性变形能力,耗能性能明显强于外加强环式节点,因此可认为此类连接是理想的抗震耗能模式。论文考虑了影响节点受力性能的4个参数,通过分析它们在不同值时对节点极限承载力以及焊缝应力分布的影响,找出它们的最优取值范围,并提出了钢管混凝土柱-翼缘削弱钢梁隔板贯通节点连接的设计建议,可供工程设计和进一步研究参考。同时采用正交设计方法设计出9个节点试件。分别对这9个试件进行数值模拟,并通过正交分析找出影响节点的极限承载力和能耗性能的主要因素,揭示它们之间的关系。

关键词：钢管混凝土翼缘削弱隔板贯通抗震性能非线性分析

隔板贯通式圆钢管混凝土柱-翼缘削弱钢梁连接节点的参数分析

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土木工程与管理学报 2011年第3期28卷 143-146页

作者：李成玉李睿武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430070

采用有限元软件ANSYS对隔板贯通式圆钢管混凝土柱-翼缘削弱钢梁连接节点的参数进行分析。在参照SAC推荐标准的基础上,验证隔板贯通式节点狗骨处参数的取值范围,并细化。结果表明:狗骨处的三个参数——削弱深度c、削弱端至焊缝的距离a和... 详细信息

采用有限元软件ANSYS对隔板贯通式圆钢管混凝土柱-翼缘削弱钢梁连接节点的参数进行分析。在参照SAC推荐标准的基础上,验证隔板贯通式节点狗骨处参数的取值范围,并细化。结果表明:狗骨处的三个参数——削弱深度c、削弱端至焊缝的距离a和削弱长度b对节点的极限承载力的影响依次降低。当a=(0.5～0.65)bf;b=(0.65～0.85)db;c=(0.20～0.25)bf时,该节点的性能最优。

关键词：钢管混凝土翼缘削弱隔板贯通有限元分析

考虑组合楼板作用的翼缘削弱型节点的性能研究

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中国新技术新产品 2009年第15期 168-169页

作者：王亚丽广州市番禺城市建筑设计院有限公司广州番禺511400

参数改变对带楼板的翼缘削弱型梁柱节点的性能影响。研究了组合楼板配筋率、混凝土板厚度的改变对其承载力、翼缘削弱功能发挥的影响状况。

关键词：翼缘削弱配筋率板厚承载力

钢管混凝土翼缘削弱外加强环式节点受力性能研究

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2011年第5期35卷 1015-1019页

作者：李成玉李睿郭耀杰武汉科技大学城市建设学院武汉430070 武汉大学土木建筑工程学院武汉430072

加强环式节点在受力时易于在转角处形成应力集中,其破坏也一般集中在节点域区间,因而不能形成"强节点".对经过翼缘削弱处理的外加强环节点进行模拟分析,发现节点受力情况得到明显改善:(1)环板上应力分布得到明显缓和,转角处的应力集中... 详细信息

加强环式节点在受力时易于在转角处形成应力集中,其破坏也一般集中在节点域区间,因而不能形成"强节点".对经过翼缘削弱处理的外加强环节点进行模拟分析,发现节点受力情况得到明显改善:(1)环板上应力分布得到明显缓和,转角处的应力集中程度明显降低;(2)在弹性受力阶段节点刚度没有下降;(3)在反复荷载作用下,节点域变形很小,环面上的塑性扩展不明显.由此可见,通过翼缘削弱可以明显改善外加强环式节点的受力性能,从而达到"强节点"的要求.

关键词：翼缘削弱钢管混凝土外加强环节点受力性能