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土木工程学报 2016年第1期49卷 69-79页

作者：董建莉王燕庄鹏李庆刚青岛理工大学山东青岛266033 蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心山东青岛266033

为研究腋板加强型节点空间钢框架抗震性能,对1∶3缩尺腋板加强型节点空间钢框架子结构进行拟静力试验,研究荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、层间位移角、承载力退化、塑性耗能等抗震性能。试验结果表明：南、北两榀钢框架滞回... 详细信息

为研究腋板加强型节点空间钢框架抗震性能,对1∶3缩尺腋板加强型节点空间钢框架子结构进行拟静力试验,研究荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、层间位移角、承载力退化、塑性耗能等抗震性能。试验结果表明：南、北两榀钢框架滞回曲线饱满对称,骨架曲线呈S型,层间位移角在4.29%～5.99%之间;试验过程中8个腋板加强型梁柱节点连接焊缝均未出现开裂,梁端翼缘及腹板塑性变形显著;腋板加强型节点钢框架在循环往复荷载作用下表现出良好的耗能能力,整体结构耗能较为充分;在等幅荷载作用下,南、北两榀钢框架承载力退化系数呈缓慢增长趋势,结构空间协同工作效应在一定程度上提高了钢框架承载能力。

关键词：空间钢框架腋板加强型节点耗能层间位移角承载力退化

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腋板加强型节点空间钢框架在低周反复荷载作用下的抗震性能研究

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建筑钢结构进展 2014年第3期16卷 11-17页

作者：董立婷王燕青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

为对比分析普通节点和腋板加强型节点钢框架的抗震性能,采用ANSYS有限元分析软件对两种不同节点形式的钢框架建立三维空间计算模型,进行了低周反复荷载作用下的有限元模拟。对比分析了两种节点钢框架模型的破坏形态、滞回性能、承载力... 详细信息

为对比分析普通节点和腋板加强型节点钢框架的抗震性能,采用ANSYS有限元分析软件对两种不同节点形式的钢框架建立三维空间计算模型,进行了低周反复荷载作用下的有限元模拟。对比分析了两种节点钢框架模型的破坏形态、滞回性能、承载力、耗能能力、强度及刚度退化性能。分析结果表明,腋板加强型节点钢框架能有效地提高钢框架的承载力,达到塑性铰外移的目的,滞回曲线饱满,具有较强的耗能能力,退化性能较普通节点钢框架更缓慢。研究内容可为工程应用和理论分析提供参考。

关键词：腋板加强型节点空间钢框架低周反复荷载滞回性能抗震性能

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腋板加强型节点钢框架抗震性能试验及有限元研究

腋板加强型节点钢框架抗震性能试验及有限元研究

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作者：庄鹏青岛理工大学

学位级别：硕士

腋板加强型节点可以较好的提高节点极限承载力、极限位移、延性系数及节点塑性转角等力学性能。近年来,诸多学者对新型延性节点的抗震能力进行了大量的研究,并取得了丰厚的成果。但是,由于结构在强烈地震作用下的动力特性十分复杂,梁柱... 详细信息

腋板加强型节点可以较好的提高节点极限承载力、极限位移、延性系数及节点塑性转角等力学性能。近年来,诸多学者对新型延性节点的抗震能力进行了大量的研究,并取得了丰厚的成果。但是,由于结构在强烈地震作用下的动力特性十分复杂,梁柱节点滞回性能试验研究过程中尚无法充分考虑结构的空间效应、次梁对主梁约束效应以及在钢框架结构中各楼层塑性铰形成及发展机制等诸多因素累计叠加效应的影响。为研究腋板加强型节点空间钢框架抗震性能,设计了由南、北两榀平面钢框架通过柱间支撑组成的一个空间钢框架子结构试件,空间钢框架试件采用1:3缩尺比例,梁柱连接节点采用腋板加强型。对空间钢框架子结构进行拟静力加载试验及有限元分析,重点针对结构的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、层间位移角、承载力退化、塑性耗能等抗震性能进行了研究。对比试验与有限元试件破坏结果,试件表现为塑性破坏,8个节点均在距离腋板底部约1/2主梁高处出现塑形铰外移,梁端翼缘及腹板塑性变形显著。试验中节点连接焊缝处均未出现开裂。试验过程中两榀钢框架受力较均匀,塑性发展取得较好的一致性。柱脚铰支座有效地释放了弯矩,保证柱脚不会先于钢框架发生破坏。对比试验与有限元各项抗震指标:滞回曲线均较饱满,塑性阶段有限元滞回环面积略大于试验结果。试验和有限元的8个骨架曲线的形状呈S型,曲线走势取得较好的一致性。试验过程中层间位移角在4.29%.99%之间,有限元层间位移角介于5.41%.35%之间,位移角延性比均在3.0以上,腋板加强型节点钢框架在循环往复荷载作用下表现出良好的耗能能力。等效黏滞阻尼系数为0.3590.3797,整体结构耗能较为充分。在等幅荷载作用下,南、北两榀钢框架承载力退化系数呈缓慢增长趋势,结构空间协同工作效应在一定程度上提高了钢框架承载能力;试件屈服以后,试验与有限元的抗侧刚度变化趋于一致,趋势平稳。

关键词：空间钢框架腋板加强型节点耗能试验有限元分析

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腋板加强型节点钢框架弹塑性动力时程分析

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青岛理工大学学报 2017年第4期38卷 6-15,94页

作者：陈晓王燕厉见芬青岛理工大学土木工程学院青岛266033 常州工学院土木建筑工程学院常州213002

为研究腋板加强型节点钢框架在地震荷载作用下抗震性能,分别建立1∶2缩尺比例的腋板加强型节点空间钢框架(SHF)与普通节点空间钢框架(NSF)的ANSYS模型,通过加载罕遇地震波,分析两种节点类型框架在地震荷载作用下层间位移、最大层间位移... 详细信息

为研究腋板加强型节点钢框架在地震荷载作用下抗震性能,分别建立1∶2缩尺比例的腋板加强型节点空间钢框架(SHF)与普通节点空间钢框架(NSF)的ANSYS模型,通过加载罕遇地震波,分析两种节点类型框架在地震荷载作用下层间位移、最大层间位移角、反应加速度和柱底剪力.研究结果表明:腋板加强型节点框架具有明显的梁铰破坏机制,能显著地将梁端塑性铰外移到远离梁柱节点焊缝部位的梁上;腋板加强型节点框架最大层间位移角均小于普通节点框架,在一定程度上限制结构水平位移,避免结构出现较大变形;腋板加强型节点可以减少框架柱底剪力,结构在强震作用下柱脚剪切破坏程度有所降低.

关键词：腋板加强型节点弹塑性动力时程分析钢框架层间位移角柱底剪力

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钢框架腋板加强型节点力学性能研究

钢框架腋板加强型节点力学性能研究

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作者：戴景超青岛理工大学

学位级别：硕士

钢框架加强型节点是近几年来国内外专家研究地越来越多的新型梁柱连接节点，其工作原理是在距离梁端柱翼缘表面一定范围内将梁翼缘局部扩大，使钢框架的塑性铰在远离梁柱连接焊缝的梁翼缘上形成，达到塑性铰外移的设计目的，有效地保护... 详细信息

钢框架加强型节点是近几年来国内外专家研究地越来越多的新型梁柱连接节点，其工作原理是在距离梁端柱翼缘表面一定范围内将梁翼缘局部扩大，使钢框架的塑性铰在远离梁柱连接焊缝的梁翼缘上形成，达到塑性铰外移的设计目的，有效地保护梁柱节点的薄弱部位，提高结构的延性性能，避免发生脆性破坏，实现抗震规范中“强节点弱构件”的设计思想。本文共设计了四种梁柱腋板加强型节点，分别为梁端上翼缘腋板（带过渡板）腋板加强型节点、梁端下翼缘腋板（带过渡板）加强型节点、梁端下翼缘腋板加强型节点与梁端对称腋板加强型节点。针对此四种不同构造形式的腋板加强型节点开展了ANSYS有限元数值模拟工作，分析对比了四种节点的力学性能，主要内容包括：1、给出了梁端下翼缘腋板加强型节点计算模型的详细推导过程，分析了腋板几何参数的变化对梁端节点应力分布的影响。2、针对四种不同构造形式的腋板加强型节点，依据腋板厚度和长度的变化各设计制作了15个缩尺比例为1/2的有限元模型，采用ANSYS有限元分析软件对共计60个节点模型进行了低周循环位移荷载作用下的加载模拟，结果表明四种腋板加强型节点均能够有效地将塑性铰转移到远离梁端的位置，滞回曲线饱满，并且具有较强的延性和耗能能力，满足节点抗震性能的最低标准。3、随着梁端腋板加强长度的增加，节点的极限承载力、滞回性能和延性性能均有所提高，耗能能力有所降低;腋板厚度的增加对节点的力学性能影响较小。腋板厚度取小于等于梁翼缘厚度即可满足要求。建议梁端上翼缘和梁端下翼缘腋板（带过渡板）加强型节点腋板长度取（0.6～0.8）倍梁高;梁端下翼缘腋板加强型节点腋板长度取（0.7～0.8）倍梁高;梁端对称腋板加强型节点腋板长度取（0.5～0.7）倍梁高;腋板厚度取小于等于梁翼缘厚度。4、针对有限元模拟结果，对比分析了四种腋板加强型节点的力学性能，得出，梁端下翼缘腋板加强型节点较其他三种节点的承载力有明显降低;梁端对称腋板加强节点较其他三种节点的塑性变形能力有一定程度的降低。

关键词：腋板加强型节点塑性铰外移滞回性能耗能性能刚度退化

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钢框架腋板加强型焊接节点断裂性能研究

钢框架腋板加强型焊接节点断裂性能研究

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作者：张凤梅青岛理工大学

学位级别：硕士

长期以来传统梁柱连接节点通常是全焊接或栓焊混合的刚性连接节点，然而在美国北岭地震和日本阪神地震中，大量的梁柱节点连接处产生了脆性断裂。钢框架腋板加强型节点包括对称式腋板加强型节点和非对称腋板加强型节点，通过梁上下翼缘... 详细信息

长期以来传统梁柱连接节点通常是全焊接或栓焊混合的刚性连接节点，然而在美国北岭地震和日本阪神地震中，大量的梁柱节点连接处产生了脆性断裂。钢框架腋板加强型节点包括对称式腋板加强型节点和非对称腋板加强型节点，通过梁上下翼缘进行局部截面加强，将塑性铰自梁端外移到距柱面一定距离的梁上，有效的实现抗震规范中的“强节点弱构件”的设计思想，避免发生脆性破坏。然而试验中发现，这种非对称腋板加强型节点在腋板末端和翼缘过渡板末端焊缝处产生了裂纹。因此，本文结合钢框架加强型节点拟静力试验，对考虑焊接残余应力的腋板加强型节点的断裂性能开展一系列研究，主要内容包括：本文建立了考虑焊缝处焊接残余应力应变场的三维有限元模型，以热弹塑性有限元理论为基础，采用热-结构间接耦合分析，利用ANSYS分析程序来模拟试验中的四个加强节点以及一个普通节点的焊接应力应变场，并与试验结果和不考虑焊接残余应力的模型进行对比。通过分析节点薄弱部位的等效塑性应变指数（PI）和开裂指数（RI）等断裂性能指标，比较出五种节点断裂性能的优劣。分析表明，四种加强型节点断裂指标最大值均发生在加强板末端以外的梁上，普通节点在梁柱对接焊缝附近的焊缝通过孔处最易发生脆性断裂，与试验现象相符。焊接残余应力对结构整体受力影响不大，但对开裂指数（RI）影响很大，即对节点断裂性能的影响很大。本文还结合了已有的节点加强板参数对五种加强型节点与一种普通节点进行了断裂性能的综合对比分析，加强型节点包括非对称腋板加强型节点（AHP）、对称式腋板加强型节点（SHP）、翼缘板加强型节点（FPS）、盖板加强型节点（CPS）、侧板加强型节点（SPS），断裂性能的优劣次序为：AHP＞FPS＞SHP＞SPS＞CPS＞NFS。非对称腋板加强型节点（AHP）的断裂性能最好，翼缘板加强型节点次之，推荐广泛使用这两种加强型节点。

关键词：钢框架腋板加强型节点焊接残余应力脆性断裂开裂指数有限元分析

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腋板加强式节点钢框架滞回性能研究

腋板加强式节点钢框架滞回性能研究

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第十三届全国现代结构工程学术研讨会

作者：董立婷王燕青岛理工大学土木工程学院

采用ANSYS有限元分析软件对普通节点和腋板加强型节点钢框架建立三维空间计算模型,进行了低周反复荷载作用下的有限元模拟。对比分析了两种节点类型空间钢框架的破坏形态、滞回性能、承载力和耗能能力。分析结果表明,腋板加强型节点钢... 详细信息

采用ANSYS有限元分析软件对普通节点和腋板加强型节点钢框架建立三维空间计算模型,进行了低周反复荷载作用下的有限元模拟。对比分析了两种节点类型空间钢框架的破坏形态、滞回性能、承载力和耗能能力。分析结果表明,腋板加强型节点钢框架可以有效提高钢框架的承载力能力,达到避免梁柱节点连接焊缝发生脆性断裂的目的,滞回曲线更加饱满,具有较强的耗能能力。

关键词：腋板加强型节点钢框架滞回曲线骨架曲线

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