邵鹿峰[1]2012年在《方钢管混凝土柱—H型钢梁组合节点抗震性能试验研究》文中进行了进一步梳理我国是个地震多发的国家，对结构的抗震性能要求较高。随着高层建筑的发展，钢管混凝土结构逐渐成为了建筑领域中的主打结构形式之一。同时，在要求不提高其强度情况下，提高其延性，故钢管混凝土柱-钢梁组合节点也成为了超高层建筑领域中的主要形式之一。所以，钢管混凝土柱-H型钢梁组合节点作为建筑领域中的一种重要新型结构类型，其抗震性能的研究不容忽视。对其抗震性能的研究具有一定的理论意义和工程实践价值，通过研究可以为以后的该类结构设计提供理论依据。本文以辽宁省鞍山市大公堡实际工程项目为研究背景，对该工程中的梁柱节点形式进行抗震试验研究与数值分析，并制作了2组共6个具有不同参数隔板贯穿形式的方钢管混凝土柱-H型钢梁足尺节点试件，进行低周反复荷载作用下的试验以及有限元分析，重点研究隔板的外伸长度以及厚度等因素对该类型节点抗震性能、延性性能以及刚度和强度退化的影响。主要介绍了隔板贯穿式方钢管混凝土柱-H型钢梁足尺节点试验的设计概况、加载制度和试验步骤、试验过程与破坏现象，对每个节点试件的荷载-位移曲线以及应力集中情况进行了分析总结，得到了主要的试验结果和结论。另外，对每个节点试件进行了有限元分析，并对有限元结果与试验结果进行了分析对比，两者吻合较好，证明了数值分析结果的准确性与可靠性。试验结果表明，6个具有不同参数隔板贯通式方钢管混凝土柱-H型钢梁节点的滞回曲线形状都非常饱满，说明节点具有较强的耗能能力，并且满足我国现行《建筑抗震设计规范规范》中的“强柱弱梁，强节点、弱杆件”的设计原则。对于不同的隔板长度和厚度，当贯穿隔板的外伸长度一定时，随着贯穿隔板厚度的增加，节点的抗震性能、延性性能以及刚度和强度退化等现象变化不是很明显；当贯穿隔板的厚度一定时，随着贯穿隔板外伸长度的增加，节点的抗震性能逐渐增强，改变贯穿隔板的外伸长度对节点的抗震性能有一定的影响。通过对节点核心区域上所布置的叁向应变片测得的应变数据的整理分析可知：隔板贯穿式方钢管混凝土柱-H型钢梁节点的隔板的外伸长度越长，缓解节点隔板与梁相交的角隅处应力集中情况的效果就越明显，而且提高了节点的延性，为建筑物留有较多的安全储备。
李伟[2]2018年在《钢管混凝土柱—钢梁外加强环螺栓连接节点受力性能研究》文中研究指明目前,钢管混凝土柱-钢梁连接节点最常用的连接方式有外加强环连接,且普遍为栓焊混合连接方式。但是,连接节点采用现场焊接作业,焊接条件差、工作量大;外环板形状不合理,节点柱壁及梁端产生应力集中,易出现脆性断裂破坏等问题。自北岭地震和阪神地震中钢结构梁柱焊接连接出现的严重的断裂破坏之后,尽量减少工地焊接已成为建筑工程界的共识,形成了“工厂焊接、工地螺栓连接”的施工指导思想,这是一种先进的制造理念,也符合“装配式”和“可拆卸式”的可持续建造发展趋势。外加强环连接是一种传统而广泛使用的连接方式,适应螺栓连接应成为下一阶段的研究重点。本文提出一种新型装配式钢管混凝土柱-钢梁外加强环螺栓连接节点,外环板与钢管混凝土柱焊接,与钢梁翼缘螺栓连接。采用有限元模拟分析方法及试验研究方法研究该节点的性能,主要研究工作如下:(1)查阅国内外文献,对传统钢管混凝土梁柱节点及装配式钢管混凝土梁柱节点的相关研究进行分类与归纳,总结传统焊接节点及装配式节点研究的不足,阐述了文本研究的意义。(2)运用有限元分析软件ABAQUS建立节点模型。建立了传统的钢管混凝土柱钢梁外加强环空间节点模型,建立了钢管混凝土柱钢梁外加强环螺栓连接节点模型。通过两种环板节点的数值模拟分析,确定合理的环板形状,优化节点构造,分析环板厚度、宽度对节点受力性能的影响。确定环板合理形状后,进一步分析钢管径厚比、轴压比、梁截面尺寸、螺栓孔距等因素对节点性能的影响,确定合理节点参数。除螺栓孔距外,其他因素对节点受力性能影响较大。对于钢管混凝土柱钢梁外加强环螺栓连接边柱节点,随着外加强环板厚度增大,其斜直边与轴线的夹角限值可以逐渐减小。(3)通过五个装配式钢管混凝土梁柱节点试验研究,分别为两个节点的静力加载,主要分析节点连接处环板的强度和节点的延性、承载能力;叁个节点的拟静力加载,研究节点试验现象、加载曲线,分析节点延性耗能能力,结构的刚度退化、强度退化,通过上述抗震性能评价指标评价该节点的抗震性能。以钢管混凝土柱钢梁外环板螺栓连接节点试验为基础,建立有限元数值分析模型,对比试验研究结果与数值模拟分析结果。研究表明,节点承载能力高,抗震性能好,数值模拟分析结果与试验加载曲线吻合较好。
刘铭劼[3]2015年在《方钢管柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点力学性能研究》文中认为钢框架结构具有自重轻、平面布置灵活、抗震性能好、安装施工方便、构件易于标准化等优点,在多高层房屋建筑工程中有着广泛的应用。梁柱节点性能对钢框架结构性能有着重要作用。由于方钢管柱为封闭截面,其梁柱节点构造与H形钢柱节点有很大不同。对于方钢管柱-H形钢梁框架结构,梁柱节点工艺是设计和施工中较复杂的部分,梁柱节点性能对框架性能起重大作用。方钢管柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点是采用预制铸钢件连接方钢管柱和H形钢梁的框架结构刚性节点,具有传力明确,性能可靠,构造简单,施工方便等优点。本文采用理论分析、试验研究和数值模拟相结合的方法,对方钢管柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点力学性能进行研究。1)通过分析方钢管柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点传力机理,提出基于变形协调原则的承载力理论及计算公式。分析可知梁柱铸钢连接节点所受荷载主要由铸钢连接件环板承担,方钢管柱正面板所承担荷载可忽略不计,基于此提出以铸钢连接件环板承载力作为梁柱铸钢连接节点承载力的节点承载力公式。2)通过12个试件的节点单向拉伸承载力试验研究节点承载力性能。试验结果证明梁柱连接铸钢节点抗拉承载力主要由铸钢连接件环板截面尺寸控制,节点破坏时铸钢连接件环板被拉断,钢管柱壁厚对承载力有一定影响。方钢管内填混凝土可以提升钢管柱壁抗拉刚度,增加钢管柱壁对节点承载力的贡献,可提高节点抗拉承载力,提高幅度为10%到15%。方钢管与铸钢连接件的连接焊缝长度以及焊接方式对节点承载力性能影响很小,试验中大多数焊缝没有出现明显的破坏。3)通过11个试件的方钢管柱-H形钢梁铸钢连接节点足尺十字形试件单调加载静力性能试验研究节点静力性能。试验结果证明梁柱连接铸钢节点抗弯承载力高,变形性能好,其转动刚度符合框架结构刚接节点的要求,证明梁柱连接铸钢节点具有优越的静力性能,是一种有效的方钢管柱-H形钢梁刚接节点。梁柱连接铸钢节点受弯矩作用下由铸钢连接件承载大部分荷载,节点抗弯屈服承载力主要受铸钢连接件控制。钢管柱内填混凝土可提升节点承载力和刚度。4)方钢管柱-H形钢梁铸钢连接节点静力性能数值模拟所得荷载-位移曲线以及结构抗弯承载力结果和试验结果吻合的很好,数值模拟方法有效。方钢管柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点承载力主要由铸钢连接件控制;而方钢管混凝土柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点承载力由铸钢连接件和方钢管柱正面板共同控制。验证了方钢管柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点承载力理论,并对承载力公式进行了修正,使之适用于方钢管混凝土柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点。5)通过6个试件的方钢管柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点足尺十字形试件低周往复加载试验研究以及参数化数值模拟研究节点抗震性能。试验中试件体现出较高的抗震耗能能力和变形能力,未发生梁柱整体破坏。可知梁柱连接铸钢节点是适用于抗震区框架结构的有效的梁柱节点形式,可以降低框架结构连续倒塌的风险。无内填混凝土的方钢管柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点滞回曲线饱满,而内填混凝土的方钢管混凝土柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点滞回曲线有捏拢现象。节点随加载过程均表现出明显的刚度退化现象。内填混凝土节点最大荷载比无内填混凝土节点提升10%至30%左右。参数化数值模拟证明梁柱连接铸钢节点具有较高的抗震耗能能力和变形能力,抗震性能优越。
姜涛[4]2012年在《半刚性钢管混凝土组合框架节点的抗震性能及设计方法》文中研究表明钢管混凝土具有承载力高、塑性和韧性好、制作和施工方便、耐火性能好、经济性好等特点。目前国内外对H型钢柱组合梁端板连接节点研究较多，但对于钢管混凝土柱－组合梁端板连接节点研究较少见。本文利用组件法研究了半刚性钢管混凝土组合框架节点抗弯承载力、初始刚度和转动能力的计算模型与计算方法，主要研究工作如下：(1)本文进行了4个足尺半刚性钢管混凝土组合框架节点的低周反复加载试验。研究参数是柱截面类型和端板类型，详细地考察了组合节点的水平荷载－水平位移关系滞回曲线与骨架曲线、弯矩－转角关系滞回曲线与骨架曲线、破坏形态、刚度和强度退化规律、延性系数、耗能能力和关键部位的应变分布规律等。试验表明：钢管混凝土组合框架端板连接节点具有较高的强度、刚度和延性，可以安全可靠地应用于多层抗弯组合框架结构。(2)考虑混凝土楼板对节点承载力和破坏形式的影响，建立力学计算模型，将抗弯承载力转换为混凝土楼板内的混凝土、钢筋和每个高强螺栓所承受的拉力或压力。确定混凝土、钢筋、高强螺栓等受力组件的极限承载力，根据力学平衡条件计算出节点中和轴所处不同位置时，组合节点相应的抗弯承载力。(3)借鉴欧洲规范提出的计算纯钢节点初始刚度组件法，分析讨论对连接刚度有贡献的一系列组件：混凝土楼板的混凝土、钢筋、抗剪栓钉、高强螺栓以及螺栓端部焊接钢筋的锚固作用。将这些组件简化为具有各自刚度、受力会发生形变的“弹簧”，把这些“弹簧”并联或串联组合起来，建立简化模型。由每个组件的初始刚度和简化模型的变形协调方程，得到组合节点的初始刚度。(4)对组合节点的转动能力进行理论分析。分别讨论了组合节点在正弯矩、负弯矩作用下的性能。对于负弯矩作用下的极限抗弯承载力对应于混凝土混凝土楼板内的钢筋达到其极限应变；对于正弯矩作用情况下的极限抗弯承载力对应于混凝土混凝土楼板的受压破坏。在保证柱壁不发生局部屈曲的情况下，由组合节点的转动能力判定这种半刚性连接的延性是否满足要求。(5)在综合前面各章节研究内容的基础上，提出了半刚性钢管混凝土组合框架节点弯矩－转角关系简化计算公式，用试验理论验证了公式的准确性，并对实际工程提出建议。
郭水平[5]2010年在《薄壁钢管混凝土框架梁柱端板连接节点的静力性能》文中提出薄壁钢管混凝土具有承载力高、塑性和韧性好、制作和施工方便、耐火性能好、经济性好等特点。目前国内外对冷弯薄壁型钢构件的研究比较成熟,对薄壁钢管混凝土构件的研究较少见,尚未有系统的薄壁钢管混凝土的设计方法,这阻碍了此类新型组合结构在实际工程的推广和应用。因此,对薄壁钢管混凝土框架端板连接节点试验和理论的研究具有重要的理论和实践意义。本文主要研究了薄壁钢管混凝土框架端板连接节点的静力性能和理论计算模型,主要进行了以下几个方面的研究:(1)采用大型有限元软件ABAQUS建立了带肋方钢管柱与钢梁端板连接节点在单调荷载作用下的有限元分析模型,并得到大量试验算例验证,对节点进行了非线性全过程分析和参数分析,并通过典型节点算例分析了节点域各组件的应力分布和变形特征,探讨了节点的工作机理。(2)进行了4个带肋薄壁钢管混凝土框架端板连接节点的单调加载试验,研究其静力性能和破坏模式。主要研究了节点的弯矩-转角关系、破坏模式、连接刚度、抗弯承载力和延性。试验表明:带锚固措施的薄壁钢管混凝土框架端板连接节点具有较高的强度、刚度和延性,为半刚性连接、部分强度节点;其极限转角均超过了0.044rad,满足美国规范FEMA-350规定连接转动能力不小于0.03rad的延性设计要求,可以安全可靠地应用于多层抗弯组合框架结构。(3)采用有限元软件ABAQUS建立了带肋薄壁钢管混凝土框架梁柱端板连接节点在单调荷载作用下的有限元分析模型。分析了节点域各组件的应力分布和变形特征,探讨了节点的工作机理;并对节点的弯矩-转角关系曲线的影响参数进行了大量分析。分析表明:选择合理的端板厚度、柱壁加厚区厚度及螺栓直径,对带肋薄壁方钢管混凝土框架端板连接节点设计影响较大;对于有侧移框架或无侧移框架,带肋薄壁方钢管混凝土梁柱平端板连接节点均为半刚性部分强度连接节点;对于带肋薄壁方钢管混凝土梁柱外伸端板连接节点,为半刚性全强度或半刚性部分强度连接节点。(4)基于试验和现有的理论研究结果,提出了改善此类薄壁组合节点连接性能的合理构造措施,为工程设计与施工提供参考依据。
吴子山[6]2017年在《新型方钢管混凝土柱—外包U形钢混凝土梁节点抗剪性能研究》文中进行了进一步梳理方钢管混凝土柱-外包U形钢混凝土组合梁构成的结构体系是近些年新兴的一种钢-混凝土组合结构形式,具有承载力高、刚度大、稳定性好、施工便捷、综合效益高等优点,已越来越受到工程界和学术界的普遍关注。本文基于本课题组提出的方钢管混凝土柱-外包U形钢混凝土组合梁隔板贯通钢筋截断式节点,提出了改善负弯矩钢筋与钢管柱连接处受力性能的一种新型节点形式-隔板贯通钢筋套筒式节点,并利用ABAQUS有限元分析软件对新型节点进行了抗剪性能的研究,主要有如下工作和成果:(1)利用ABAQUS软件对本课题组完成的方钢管混凝土柱-外包U形钢混凝土组合梁隔板贯通钢筋截断式节点试验进行了低周往复荷载作用下的有限元模拟,有限元分析结果与试验结果在节点变形、应力分布、破坏形态、滞回曲线以及骨架曲线等方面均吻合较好。(2)基于验证的有限元模型,针对新型节点试件,设计了发生节点域剪切破坏的有限元试件,对其进行叁维非线性有限元分析,探讨了节点的破坏形态和节点变形,较为精确地分析了节点的应力分布规律、传力机制以及抗剪承载力。研究结果表明:节点核心区由原来的矩形变成了平行四边形,节点发生了明显的剪切变形;节点核心区的抗剪承载力主要由核心区方钢管柱腹板和混凝土共同承担,核心区混凝土主要在沿对角线方向形成“斜压杆”来抵抗梁端翼缘的压力;而核心区钢管柱腹板则主要通过在对角线形成“斜拉杆”来抵抗节点的外力。(3)对新型节点进行抗剪承载力参数化分析,研究影响节点抗剪承载力的主要因素和影响规律。研究结果表明:混凝土翼板的厚度、柱截面含钢率、钢管柱钢材强度对节点域极限抗剪承载力的影响较大;钢管柱混凝土强度以及贯通隔板的厚度对节点极限抗剪承载力的影响有限;当轴压比为0-0.3时,适当增大方钢管混凝土柱的轴压比可在一定程度上提高节点的极限抗剪承载力,当轴压比为0.3-0.6时,轴压比对节点极限抗剪承载力的影响不大;混凝土翼板的宽度对节点极限抗剪承载力几乎没有影响。(4)提出新型节点的极限抗剪承载力简化公式,并将简化公式的计算结果与有限元计算结果进行比较,两者吻合较好,具有一定的适用性。
张冬芳, 贺拴海, 赵均海, 代岩, 张磊[7]2018年在《考虑楼板组合作用的复式钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能试验研究》文中研究表明为研究楼板的组合作用对复式钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能的影响,进行了4个考虑楼板组合作用的节点和1个不考虑楼板组合作用的钢梁节点的低周往复荷载试验,分析了不同构造和混凝土楼板对节点破坏形态、滞回曲线、承载能力、刚度退化、延性和耗能能力等的影响。结果表明:该类节点构造合理,满足"强节点弱构件"的抗震设计原则;不考虑楼板组合作用的节点试件的破坏形态为梁端破坏,考虑楼板组合作用的节点试件的破坏形态为梁端破坏和柱端破坏;楼板与钢梁的组合作用使节点承载力提高显着,但延性提高不明显,破坏时钢梁下翼缘的变形和焊缝撕裂程度增大;锚固腹板设置加劲肋有效延缓了钢梁下翼缘破坏,提高了组合节点的耗能能力;该组合节点试件滞回曲线较饱满,刚度退化明显,承载力退化不明显,等效黏滞阻尼系数介于0.282~0.311之间,转角延性系数和层间位移角均满足规范要求,具有较好的抗震性能。
李毅[8]2012年在《中空夹层钢管混凝土柱与钢—混凝土梁组合节点的性能研究》文中进行了进一步梳理中空夹层钢管混凝土是在内外两层同心钢管之间浇筑混凝土形成的组合构件，其内外层钢管取代了钢筋并对夹层混凝土产生约束作用，与传统的钢管混凝土构件相比，中空夹层钢管混凝土构件整体具有自重轻、抗弯刚度大、抗震性能好和耐火性能好的特性。目前对中空夹层钢管混凝土组合柱和钢管混凝土节点的研究国内外进行得较多，但对中空夹层钢管混凝土节点的研究还比较少，对节点的理论分析模型和计算方法都有待进一步研究。鉴于此，本文借鉴钢结构中常用的T型钢螺栓连接，将其引入组合节点中，采用贯穿柱身的双头等长高强度螺栓将中空夹层钢管混凝土柱与钢－混凝土组合梁连接在一起，从而形成一种新型的组合节点形式。在总结传统钢－混凝土组合节点的基础上，本文对该新型组合节点的性能进行了较为系统的试验研究、有限元模拟和理论分析并提出其相关的设计方法。主要的研究工作如下：（1）在广泛查阅国内外文献的基础上，对中空夹层钢管混凝土柱、钢－混凝土组合梁、T型钢连接和钢－混凝土组合梁节点的研究现状进行了较为全面的回顾和总结。并针对半刚性连接的特性进行了较为系统的分类以及对节点的弯矩－转角曲线的分析模型进行了探讨。（2）进行了6个十字形中空夹层钢管混凝土柱与钢－混凝土梁组合节点的拟静力试验研究。以柱轴压比、T型钢连接件尺寸、加劲肋、楼板厚度和楼板配筋率等为变化参数，采用梁端反对称加载形式，研究该组合节点的破坏特征、滞回性能、抗剪性能、承载力退化、刚度退化规律、耗能特性以及应变变化等力学性能。试验结果表明：尽管节点试件最终发生剪切破坏，但试件仍然具高的承载力、较大的初始转动刚度、良好的延性和耗能能力，说明其具有良好的抗震性能。（3）以节点试验为模型，分析时考虑节点组件的几何非线性、材料非线性和接触非线性问题，利用有限元软件ABAQUS对节点进行实体建模和网格划分，合理地模拟试验的边界条件和加载方式以及选择求解器，对节点受力进行全过程有限元分析。研究了组合节点中柱的轴压比变化、高强螺栓预拉力和钢筋混凝土楼板的组合效应等因素对节点受力性能的影响，将有限元分析结果与试验相比，二者吻合较好。同时获得了许多试验中无法得到的节点细部受力特性，如节点域柱夹层混凝土受力状况、T型钢翼缘接触应力分布规律、钢筋混凝土混凝土楼板的应力分布规律以及楼板主应力迹线分布特征等。（4）基于对十字形节点的传力机理分析，得出其可能出现的失效模式。在此基础上，采用弹性方法推导了节点开裂弯矩的计算公式；对比节点各个组件所确定的最大抗弯承载力和组合梁自身的最大抗弯承载力，推导了节点抗弯承载力计算公式；在分别建立节点域内外钢管腹板的叁折线抗剪计算模型、节点域内外钢管翼缘的抗弯计算模型和节点域夹层混凝土的斜压杆计算模型的基础上，运用迭加原理建立了节点抗剪承载力计算公式；采用组件法建立了节点的初始转动刚度计算模型，由此建立了节点的弯矩－转角叁段线骨架曲线模型；采用试验拟合法建立了考虑或不考虑滑移效应的荷载－位移滞回曲线叁折线恢复力模型。（5）在总结全文试验研究、有限元模拟及理论分析的基础上，结合国内外的相关研究成果，提出了节点的抗弯承载力和抗剪承载力设计方法，以及提出了节点中相关组件的计算及构造措施建议，具体包括：中空夹层钢管混凝土柱、钢筋混凝土楼板、栓钉连接件、穿心螺栓、T型钢连接件、角焊缝和加劲肋等。上述研究成果表明：本文提出的T型钢螺栓连接组合节点具有良好的受力性能，能够满足地震区的组合框架结构或框筒结构的设计要求。本文的试验和理论研究成果可作为该类型组合节点在实际工程应用中的基础试验数据和理论依据。所建议的设计方法能为我国相关规范的编制提供有益补充和参考。
黄频[9]2011年在《端板螺栓连接钢—混凝土组合节点试验及力学性能研究》文中研究说明综合型钢混凝土结构和钢管混凝土结构的优点后,将钢骨置入圆(方)钢管中,然后浇注素混凝土,形成一种新型的组合柱形式——钢骨-圆(方)钢管混凝土柱。目前对此种组合柱的力学性能有了较为深入的研究,然而对其节点的研究却相对滞后很多。鉴于此,本文借鉴钢结构中常用的端板螺栓节点,将其引入组合结构中,用贯穿柱身的双头等长高强度螺栓将端板与钢骨-方钢管混凝土柱连接在一起,钢梁焊接在端板上,从而形成一种新型的组合节点形式。本文在总结传统钢-混凝土组合节点的基础上,对此种新型节点的力学性能进行了较为深入的试验与理论研究并提出了其设计方法。主要研究内容如下：(1)设计并进行了7个钢骨-方钢管混凝土柱-钢梁端板螺栓连接节点的拟静力试验研究。研究了这种新型节点在梁端低周反复荷载作用下的宏观变形特征、破坏机理、破坏模式以及延性、强度退化、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标,同时较为系统地研究了轴压比、端板厚度、螺栓直径、混凝土强度对组合节点受力性能的影响规律,并建立了钢骨-方钢管混凝土柱-钢梁端板螺栓节点的恢复力模型,为结构的弹塑性时程分析提供了依据。(2)运用ANSYS对试验中的7个试件进行了全过程有限元分析,分析中考虑了几何非线性、材料非线性和状态非线性等复杂非线性问题。通过与试验结果的对比,验证了有限元方法分析端板螺栓连接组合节点的可靠性。经过计算分析得到了节点域核心混凝土受力特点、节点主应力流的大小及分布、端板与柱翼缘之间接触压应力分布特征等,弥补了试验测试的局限性,从而获得对此类新型节点受力特性更准确、更全面的认识。(3)对钢骨-方钢管混凝土柱-钢梁端板螺栓连接节点核心区的受力机理进行了分析,建立了节点核心区的受力模型和屈服机制,推导了节点域的抗剪承载力计算公式,并根据剪切变形协调条件得到了节点域剪力-剪切变形骨架曲线,为此类节点的工程设计提供了简化计算方法。(4)考虑了螺栓预拉力作用下板件对螺栓变形的影响,将高强螺栓和受压板件简化为一“栓板单元”,推导得到了栓板单元的刚度计算表达式,并根据螺栓在各个阶段的受力特征,计算得到了螺栓的承载力及变形,建立了节点弯矩-螺栓伸长转角曲线。(5)基于屈服线理论和薄板理论分别计算了端板在不同支撑条件下的承载力和初始刚度,并提出了端板全过程受力特性的理论分析方法。(6)基于迭加原理提出了一种钢骨-方钢管混凝土柱-钢梁端板螺栓连接节点全过程受力特性的理论分析方法,直接由节点的构造尺寸和材料力学性能便可进行计算分析,避免了复杂的有限元分析计算和试验研究,理论得到的弯矩-转角曲线与试验结果吻合良好。如在实际框架结构的弹塑性计算分析中,将本文提出的弯矩-转角模型应用到结构的计算模型中,能更好地了解节点受力性能对结构整体的影响,从而为今后的科学理论研究和工程实践提供参考。(7)在总结试验研究结果、有限元和理论分析成果的基础上,同时结合国内外相关研究成果和规范,针对钢骨-方钢管混凝土柱-钢梁端板螺栓节点提出了较为系统的静力和抗震设计方法,为我国钢-混凝土组合结构的推广应用提供了有益补充。此外,应用组件法建立了此类新型节点初始转动刚度计算的力学模型,并由此推导出节点初始转动刚度的计算表达式,以便在组合框架结构弹性设计时使用。
颜培强[10]2017年在《方钢管混凝土柱—外包U形钢混凝土组合梁内隔板式节点的受力性能研究》文中进行了进一步梳理方钢管混凝土柱-外包U形钢混凝土组合梁内隔板式节点的研究资料很少,对该类型节点的受力性能和承载能力的研究还不够成熟,因此对内隔板式节点开展研究具有重要的理论意义与工程价值。本文在本课题组已有研究基础上,提出了构造简单、施工方便、便于实现装配化的两种新型节点形式-内隔板钢筋套筒式节点和内隔板钢筋贯穿式节点,并对两种节点的受力性能进行了深入的对比研究,主要研究工作和取得的成果如下:基于本课题组已完成的试验研究,对试验中的内隔板钢筋截断式节点进行低周往复荷载作用下的有限元模拟分析,并将有限元计算结果与试验结果进行对比,两者基本吻合。在模型验证的基础上,对两种新型节点进行叁维非线性有限元分析,探讨了节点的破坏形态和承载能力,考察了节点的内力,较为精确地对比分析了两种节点的应力分布规律和传力机制。研究结果表明:内隔板钢筋套筒式节点和内隔板钢筋贯穿式节点的破坏形态基本类同,均发生梁端弯曲破坏;正弯矩作用下两节点的承载力相差不大,在负弯矩作用下内隔板钢筋套筒式节点承载力高于内隔板钢筋贯穿式节点;内隔板钢筋贯穿式节点柱壁开孔不仅削弱了柱的承载力,而且负弯矩钢筋周围的钢管柱腹板以及混凝土处出现了较为明显的应力集中现象,而内隔板钢筋套筒式节点由于上部隔板存在,节点域协调变形能力较好,使得节点域方钢管柱壁和核心混凝土应力分布均匀。设计大量的有限元分析试件,对影响节点承载力的诸多因素进行分析,研究组合梁的高宽比、组合梁翼板厚度、U形钢梁壁厚、翼板的纵向配筋率、内部隔板的厚度、柱轴压比等参数对内隔板式节点承载力性能的影响。分析结果表明:组合梁的高宽比、组合梁翼板厚度对节点承载力有显着影响,U形钢梁壁厚、翼板的纵向配筋率对节点承载力有一定的影响,轴压比、内部隔板的厚度在一定的范围内对节点承载力影响不明显。最后,在参数分析的基础上,提出新型节点的设计建议。
参考文献：
[1]. 方钢管混凝土柱—H型钢梁组合节点抗震性能试验研究[D]. 邵鹿峰. 沈阳建筑大学. 2012
[2]. 钢管混凝土柱—钢梁外加强环螺栓连接节点受力性能研究[D]. 李伟. 武汉科技大学. 2018
[3]. 方钢管柱-H形钢梁梁柱连接铸钢节点力学性能研究[D]. 刘铭劼. 天津大学. 2015
[4]. 半刚性钢管混凝土组合框架节点的抗震性能及设计方法[D]. 姜涛. 合肥工业大学. 2012
[5]. 薄壁钢管混凝土框架梁柱端板连接节点的静力性能[D]. 郭水平. 合肥工业大学. 2010
[6]. 新型方钢管混凝土柱—外包U形钢混凝土梁节点抗剪性能研究[D]. 吴子山. 山东建筑大学. 2017
[7]. 考虑楼板组合作用的复式钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能试验研究[J]. 张冬芳, 贺拴海, 赵均海, 代岩, 张磊. 建筑结构学报. 2018
[8]. 中空夹层钢管混凝土柱与钢—混凝土梁组合节点的性能研究[D]. 李毅. 湖南大学. 2012
[9]. 端板螺栓连接钢—混凝土组合节点试验及力学性能研究[D]. 黄频. 湖南大学. 2011
[10]. 方钢管混凝土柱—外包U形钢混凝土组合梁内隔板式节点的受力性能研究[D]. 颜培强. 山东建筑大学. 2017
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