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钢管混凝土组合结构全螺栓隔板贯通节点的抗震性能试验研究

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工程力学 2014年第11期31卷 116-123页

作者：李自林张聪薛江周晓洁天津城建大学土木工程学院天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 天津大学建筑工程学院天津300072

该文以方形钢管混凝土柱—H型钢梁全螺栓隔板贯通连接节点为研究对象,以梁偏心为参数,进行了2个足尺的节点试件SJ1和SJ2的低周往复荷载试验,研究了该类型节点的破坏机理与抗震性能。通过试验数据处理与分析得出了该节点类型的破坏机理... 详细信息

该文以方形钢管混凝土柱—H型钢梁全螺栓隔板贯通连接节点为研究对象,以梁偏心为参数,进行了2个足尺的节点试件SJ1和SJ2的低周往复荷载试验,研究了该类型节点的破坏机理与抗震性能。通过试验数据处理与分析得出了该节点类型的破坏机理、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力及刚度变化规律;通过隔板应变分析验证了试件的破坏机理。试验结果表明:该类型节点具有很好的抗震性能,节点承载力高,滞回曲线饱满,延性系数较大,耗能能力强等特点;主要变形发生在梁端塑性铰区域,隔板与柱连接处容易出现应力集中现象。两组节点在设计时均考虑了抗震设计要求,破坏形式基本相同,以隔板端部梁翼缘及腹板屈曲破坏为主,但由于SJ2梁存在偏心,在荷载作用下节点下隔板与柱连接处被撕裂。

关键词：工程结构钢管混凝土节点试验梁柱节点隔板贯通抗震性能

全螺栓连接隔板贯通的方钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能试验

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土木工程学报 2014年第7期47卷 63-69,78页

作者：李自林丁宏毅薛江天津大学天津300072 天津城市建设学院天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384

对4个足尺试件进行低周反复荷载试验,研究全螺栓连接隔板贯通的方钢管混凝土柱与钢梁连接节点的抗震性能。试验考虑了钢梁偏心、钢梁截面尺寸及隔板焊接的影响,对试件的极限承载力、破坏形式、延性及耗能能力进行测试和分析。结果表明:... 详细信息

对4个足尺试件进行低周反复荷载试验,研究全螺栓连接隔板贯通的方钢管混凝土柱与钢梁连接节点的抗震性能。试验考虑了钢梁偏心、钢梁截面尺寸及隔板焊接的影响,对试件的极限承载力、破坏形式、延性及耗能能力进行测试和分析。结果表明:钢梁偏心试件的破坏形式均为隔板螺栓群中角部螺栓孔受拉开裂,无偏心试件的破坏形式均为隔板受拉断裂;焊接隔板对节点承载力没有影响,当钢梁截面高度从600mm增至700mm时,承载力提高约50%;该类节点的滞回曲线较为饱满,钢梁截面较大的试件延性较好,钢梁偏心可导致节点延性下降,其延性系数为轴心构件的85%;焊接隔板对节点的延性影响较小,但其能量耗散系数比整体隔板试件降低约16%~37%,表明焊接缺陷可影响节点的耗能能力。

关键词：全螺栓连接方钢管混凝土隔板贯通抗震性能

隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点强震灾变机理分析

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空间结构 2017年第4期23卷 84-90页

作者：孙文文童科挺王万祯贾真郭鸣鸣宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211

对隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点试验试件进行了数值模拟分析,对比研究了折线扩大头隔板贯通箱形柱-翼缘削弱箱形梁与H形钢梁异型节点和基本型异型节点在强震下的破坏模式、断裂风险区、节点区应变演化规律.结果表明,贯通隔板... 详细信息

对隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点试验试件进行了数值模拟分析,对比研究了折线扩大头隔板贯通箱形柱-翼缘削弱箱形梁与H形钢梁异型节点和基本型异型节点在强震下的破坏模式、断裂风险区、节点区应变演化规律.结果表明,贯通隔板折线扩大头区形成塑性铰,节点域应变集中在上核心区.

关键词：箱形柱-钢梁异型节点隔板贯通灾变机理折线扩大头数值模拟

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隔板贯通式节点抗剪承载力有限元研究

隔板贯通式节点抗剪承载力有限元研究

作者：韩建红新疆大学

学位级别：硕士

钢管混凝土结构具有承载力高、刚度大、抗震性能好、施工快速等优点,采用隔板贯通式节点的矩形钢管混凝土结构除具备上述优点外,还有加工焊接方便,美观、避免凸角以及节省空间等优点。本文在部分现有试验数据的基础上,通过分析和有限元... 详细信息

钢管混凝土结构具有承载力高、刚度大、抗震性能好、施工快速等优点,采用隔板贯通式节点的矩形钢管混凝土结构除具备上述优点外,还有加工焊接方便,美观、避免凸角以及节省空间等优点。本文在部分现有试验数据的基础上,通过分析和有限元数值模拟,对隔板贯通式节点的受剪性能进行了初步分析,本文完成的主要工作如下:(1)归纳整理了部分目前国内外标准或研究者提出的可用于隔板贯通式节点抗剪承载力计算的理论模型和设计公式,简要分析了各计算方法的特点和局限性,通过与部分试验的对比分析,研究了各计算方法的精确性和适用性;(2)利用有限元分析软件ANSYS,建立了隔板贯通式节点有限元模型,通过验证,该模型计算结果能与试验结果吻合较好,并能准确的模拟隔板贯通式节点在低周反复荷载作用下的反应,可以代替部分试验,用于隔板贯通式节点受力性能的研究;(3)在第三章建立的隔板贯通式节点有限元模型的基础上,研究了节点核心区的传力机制,并研究了材料强度、楼板作用以及轴压比等因素对节点抗剪承载力的影响,有限元模拟结果表明:在剪切破坏的模式下,节点核心区受到的剪力主要由钢管腹板和混凝土承担,钢管翼缘与隔板的作用主要是传递梁端弯矩,而核心区混凝土主要通过形成斜压杆机制来抵抗剪力;隔板厚度和核心区钢管壁厚对节点抗剪承载力有较大影响;而钢梁翼缘的厚度和宽度对节点极限承载力的影响相对较小;楼板能在一定程度上提高节点的抗剪承载力,并能影响节点核心区的破坏模式;轴压比较大时,隔板贯通式节点的抗剪承载能力和延性会显著降低,当轴压比小于0.4时,轴向压力可以增强节点的抗剪承载能力,而当轴压比小于0.35时,轴向压力可以提高节点的延性,因此本文建议在计算和设计隔板贯通式节点时,轴压比宜限制在0.4以内;在此基础上对公式2-1提出了考虑轴压比影响的修正建议,经试验数据验证,考虑轴向压力影响后,公式2-1的计算值将更接近试验值;(4)基于有限元数值分析结果,对隔板贯通式节点的构造进行了优化设计,根据优化设计结果,建议在设计隔板贯通时节点试件时,可采用隔板外伸适当长度并通过倒角过渡连接的构造措施,隔板上的透气孔宜沿着钢管截面正交主轴布置;可以tcx=14.2mm,td=9.5mm及bbf=138.8mm为基准,通过改变节点核心区各组件的材料厚度来设计节点试件。本文来源于国家自然科学基金项目—“矩形钢管混凝土柱隔板贯通式节点核心区的抗震性能研究”(项目编号:51268054),该项目旨在通过节点核心区抗震性能的低周反复荷载试验研究和节点核心区的抗剪承载力计算方法研究,对矩形钢管混凝土柱隔板贯通式节点核心区的抗震性能开展研究,本文的研究内容属于该项目的前期部分,主要为节点试验方案设计提供参考支持。

关键词：隔板贯通有限元剪切破坏抗剪承载力

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

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钢管混凝土柱-钢梁隔板贯通节点内孔径分析

工程建设与设计 2012年第3期 55-57,60页

作者：李睿李成玉武汉科技大学城市建设学院武汉430070

采用有限元软件ANSYS对钢管混凝土柱-翼缘削弱钢梁隔板贯通节点的内孔径大小进行分析。在参照有关文献推荐标准的基础上,验证该节点内孔径的取值范围。结果表明:当内孔径大小范围D-bf≤d≤bd-bf时对节点的受力性能影响不大。但当内孔径... 详细信息

采用有限元软件ANSYS对钢管混凝土柱-翼缘削弱钢梁隔板贯通节点的内孔径大小进行分析。在参照有关文献推荐标准的基础上,验证该节点内孔径的取值范围。结果表明:当内孔径大小范围D-bf≤d≤bd-bf时对节点的受力性能影响不大。但当内孔径继续增大,节点在循环荷载下会提前破坏。

关键词：钢管混凝土内孔径隔板贯通有限元分析

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带外肋环板钢管混凝土梁柱节点抗震性能研究

建筑科学 2020年第3期36卷 73-80页

作者：戎贤胡珊珊张健新杜颜胜河北工业大学土木与交通学院天津300401

为了研究带外肋环板方钢管混凝土柱-H型钢梁下栓上焊节点抗震性能,进行了4个方钢管柱-钢梁足尺试件的拟静力试验。通过研究节点试件的弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线,进一步分析节点的刚度退化、承载力、强度退化、残余变形、耗能能力和... 详细信息

为了研究带外肋环板方钢管混凝土柱-H型钢梁下栓上焊节点抗震性能,进行了4个方钢管柱-钢梁足尺试件的拟静力试验。通过研究节点试件的弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线,进一步分析节点的刚度退化、承载力、强度退化、残余变形、耗能能力和累积损伤等抗震性能。研究结果表明:节点受力过程中经历了弹性、弹塑性和塑性的阶段;栓焊连接的节点形式比全螺栓节点的残余变形和累计损伤分别降低60%和51%,同时节点的耗能能力和刚度得到提高;钢管混凝土柱节点比空钢管柱节点的极限弯矩提高了11.2%,同时降低了节点的累积损伤;柱内无隔板的节点与隔板贯通节点各项性能指标相近。可见在实际设计中,适当采用栓焊连接或者填充混凝土可以提高节点的抗震性能。

关键词：方钢管混凝土柱外肋环板隔板贯通下栓上焊抗震性能

方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点抗震性能试验研究

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工业建筑 2023年第1期53卷 169-174,239页

作者：石晓娜戎贤郝贵强齐建伟张健新河北工业大学土木与交通学院天津300401 河北省土木工程技术研究中心天津300401 中土大地国际建筑设计有限公司石家庄050035

钢管混凝土柱-钢梁节点符合装配式结构发展需求,在工程中得到广泛应用。而以往震害发现,钢梁与柱壁焊缝在地震中易断裂而导致结构破坏。因此,将外肋环板与隔板贯通节点相结合,提出一种上环下贯式方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点。设计... 详细信息

钢管混凝土柱-钢梁节点符合装配式结构发展需求,在工程中得到广泛应用。而以往震害发现,钢梁与柱壁焊缝在地震中易断裂而导致结构破坏。因此,将外肋环板与隔板贯通节点相结合,提出一种上环下贯式方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点。设计5个不同连接方式、柱形式和竖向肋板尺寸的方钢管混凝土柱-钢梁节点构件,通过低周往复荷载试验分析节点的破坏模式、滞回性能、延性和耗能能力。研究结果表明:所提出的新型方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点具有良好的抗震性能,等效黏滞阻尼系数比全螺栓节点高30%以上,满足强柱弱梁设计准则。上环下贯式比环板式节点具有良好的延性性能,方钢管混凝土柱能有效提高节点的承载能力和刚度,改变竖向肋板厚度和采用全螺栓连接形式对节点破坏模式影响显著。

关键词：方钢管混凝土柱-钢梁下栓上焊抗震性能外肋环板隔板贯通