H型鋼梁與方鋼管柱連接框架抗側(cè)移剛度有限元分析

對(duì)目前應(yīng)用與研究較多的幾類方矩形冷成型鋼管柱-h型鋼梁連接節(jié)點(diǎn)以及鑄鋼節(jié)點(diǎn)按構(gòu)造形式和受力機(jī)理進(jìn)行分類,并對(duì)各自的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析;概述鑄鋼節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)和推廣的可能性。通過對(duì)這些節(jié)點(diǎn)形式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較分析,表明每種節(jié)點(diǎn)都有其固有的優(yōu)點(diǎn)和不足,尋找一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)各方面性能都很優(yōu)異的節(jié)點(diǎn)形式是不現(xiàn)實(shí)的,在實(shí)際選擇和開發(fā)節(jié)點(diǎn)時(shí)要根據(jù)具體情況揚(yáng)長(zhǎng)避短,工程設(shè)計(jì)人員要根據(jù)節(jié)點(diǎn)所在結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)選擇合適的節(jié)點(diǎn)形式。

通過有限元軟件ansys對(duì)設(shè)有雙t加勁板連接件的方鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了空間非線性分析,研究節(jié)點(diǎn)區(qū)在單調(diào)荷載和低周反復(fù)荷載作用下的受力機(jī)理,指出方鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)具有優(yōu)良的延性及耗能能力,且加勁板的設(shè)置有效地降低了節(jié)點(diǎn)區(qū)的應(yīng)力集中。

采用有限元分析方法,通過改變構(gòu)件的跨度、腹板高度、翼緣寬度和厚度等幾何參數(shù),系統(tǒng)研究了波形腹板h型鋼梁的抗剪性能,得到了不同的屈曲模態(tài),并且通過與具有相同幾何尺寸和荷載邊界條件的普通h型鋼梁的比較,得到了結(jié)構(gòu)抗剪承載力受初始缺陷影響較小的結(jié)論。通過理論分析,得到了一個(gè)可以用來指導(dǎo)設(shè)計(jì)的抗剪承載力計(jì)算公式,具有較大的推廣價(jià)值。

1 方形鋼管混凝土柱與h型鋼梁半剛性連接節(jié)點(diǎn)分析 蔣運(yùn)林1李國(guó)華 2 （1．廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣州510010） （2．河海大學(xué)土木工程學(xué)院，南京210098） 摘要：本文介紹了一種方形鋼管混凝土柱與h型鋼梁半剛性連接節(jié)點(diǎn)形式—穿芯螺栓平端板節(jié)點(diǎn)，并對(duì)其 用通用有限元計(jì)算程序ansys進(jìn)行了三維非線性有限元分析，從而得到此節(jié)點(diǎn)在外力荷載作用下的受力 特性及其彎矩與轉(zhuǎn)角關(guān)系。 關(guān)鍵詞：方形鋼管混凝土；梁柱半剛性節(jié)點(diǎn)；穿芯螺栓—平端板節(jié)點(diǎn) 中圖分類號(hào)：tu文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 3dfemanalysisonbehaviorofconcretefilledsquaretube columntosteelbeamsemi-rigidconnection abstract:anewtypeofsquareconcrete

對(duì)內(nèi)隔板式方鋼管混凝土柱-鋼梁栓焊連接節(jié)點(diǎn)提出了三種新型的梁端削弱方式,應(yīng)用通用程序ansys對(duì)其進(jìn)行三維非線性有限元分析,將計(jì)算結(jié)果與無削弱節(jié)點(diǎn)、狗骨式節(jié)點(diǎn)的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。研究結(jié)果表明:翼緣開孔和翼緣腹板同時(shí)開孔的削弱方式能使梁端塑性鉸明顯外移,防止連接節(jié)點(diǎn)脆性破壞,可供實(shí)際工程設(shè)計(jì)參考。

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net ?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsr

方管法蘭連接的研究在國(guó)內(nèi)幾乎是空白,國(guó)內(nèi)外的相關(guān)資料中也沒有給出成熟的設(shè)計(jì)方法.在由屈服線理論推導(dǎo)得到的理論公式基礎(chǔ)上,利用通用有限元軟件ansys,分別對(duì)無加勁和有加勁方鋼管法蘭連接的承載性能進(jìn)行了有限元分析,驗(yàn)證了理論公式的正確性與準(zhǔn)確性.利用有限元計(jì)算結(jié)果,分析了螺栓個(gè)數(shù)n,法蘭板厚度t以及螺栓邊距參數(shù)η等參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)破壞形態(tài)和承載力的影響.提出如下設(shè)計(jì)建議:螺栓布置越接近鋼管壁越好;提高無加勁和有加勁方鋼管法蘭連接節(jié)點(diǎn)承載力的最有效途徑分別是增加螺栓個(gè)數(shù)和增加法蘭板厚度;在無加勁法蘭連接能滿足承載力要求的條件下,應(yīng)盡量避免采用有加勁法蘭連接.

針對(duì)方鋼管柔性法蘭連接,在由屈服線理論推導(dǎo)得到的公式基礎(chǔ)上,通過有限元分析,揭示了影響節(jié)點(diǎn)連接承載力的因素。

方鋼管柱-h型鋼梁?jiǎn)蜗蚵菟ㄟB接的應(yīng)力集中分析 隨著裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅中節(jié)點(diǎn)的逐步發(fā)展,高強(qiáng)螺栓連接已逐漸成為裝配式 鋼結(jié)構(gòu)梁柱連接節(jié)點(diǎn)的重要連接方式。單向高強(qiáng)螺栓是一種新型的高強(qiáng)螺栓,并 且在一定情況下,單向螺栓可以實(shí)現(xiàn)與普通高強(qiáng)螺栓一樣的力學(xué)性能,在裝配式 鋼結(jié)構(gòu)住宅中有著廣泛的應(yīng)用前景。 對(duì)于這種新型的高強(qiáng)螺栓,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)其靜力及抗震性能都進(jìn)行了不 同程度的研究,但對(duì)其疲勞性能的研究很少,而應(yīng)力集中是發(fā)生疲勞破壞的關(guān)鍵 因素,構(gòu)件中截面形式的突變或者構(gòu)件的缺陷都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,螺栓中螺紋的 存在屬于先天缺陷,對(duì)于螺栓來說不可避免會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,所以研究螺栓螺紋 應(yīng)力集中意義重大。本文研究的具體內(nèi)容以及工作結(jié)論如下:1.通過大量查詢國(guó) 內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),總結(jié)了單向螺栓的抗拉抗剪抗震的文獻(xiàn)并歸類,分別列出了不同 緊固形式單向螺栓的極限抗拉承載力與極限抗剪承

新型方鋼管混凝土柱梁節(jié)點(diǎn)有限元分析——結(jié)合現(xiàn)行鋼管混凝土柱在實(shí)際工程中的應(yīng)用情況，提出了用于方鋼管混凝土柱一鋼筋混凝土梁框架結(jié)構(gòu)的新型節(jié)點(diǎn)連接形式——非穿心暗鋼牛腿方鋼管混凝土柱與混凝土梁節(jié)點(diǎn)，利用有限元軟件ansys對(duì)該節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能進(jìn)行了分析...

在大量節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,提出了一種新型方鋼管混凝土柱梁節(jié)點(diǎn),通過有限元軟件ansys對(duì)該節(jié)點(diǎn)模型在單調(diào)和循環(huán)加載作用下的受力性能進(jìn)行了非線性分析,研究表明:該節(jié)點(diǎn)的延性和耗能能力較好,抗震性能良好。

針對(duì)適用于鋼結(jié)構(gòu)的短t型鋼連接節(jié)點(diǎn)半剛性梁柱節(jié)點(diǎn)采用理論和試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行了分析研究。采用目前國(guó)際上比較流行的大型通用有限元軟件ansys,對(duì)t型鋼的連接節(jié)點(diǎn)試件進(jìn)行了三維非線性有限元分析,詳細(xì)論述了t型鋼梁柱連接的有限元分析方法,為工程中運(yùn)用有限元軟件分析提供了依據(jù)。

波紋鋼板相對(duì)于平板具有更好的抗屈曲性能。采用有限元的分析方法,分別建立了平腹板和波紋腹板h型鋼梁的有限元模型,采用兩點(diǎn)加載方式對(duì)比考察了鋼梁受彎段和剪跨段的力學(xué)性能。通過有限元分析對(duì)比,說明了平腹板h型鋼梁與波紋腹板h型鋼梁的承載力、破壞形態(tài)和變形曲線的差異。得到的結(jié)論可以為相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。

**資訊http://www.***.*** **資訊http://www.***.*** **資訊http://www.***.***

加強(qiáng)環(huán)式鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)在工程中通常被當(dāng)作剛性節(jié)點(diǎn)。但實(shí)際上,完全的剛性連接是不存在的,該節(jié)點(diǎn)的梁柱連接剛度介于剛接與鉸接之間。為了獲得完整準(zhǔn)確的節(jié)點(diǎn)連接剛度信息,主要運(yùn)用有限元工具并加以試驗(yàn)驗(yàn)證,探求影響梁柱連接剛度的各要素以及這些要素對(duì)連接剛度的影響程度。首先,利用有限元分析軟件ansys建立加強(qiáng)環(huán)式鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的有限元模型,并以試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性;然后,在經(jīng)過試驗(yàn)校核的有限元節(jié)點(diǎn)模型基礎(chǔ)上,作一系列改變節(jié)點(diǎn)域各個(gè)參數(shù)的分析,從而確定影響梁柱連接剛度的重要因素;最后,利用matlab將有限元數(shù)據(jù)擬合成描述該節(jié)點(diǎn)梁柱連接剛度通用的m—θ公式。

為了分析方鋼管鋼骨混凝土軸壓柱的工作機(jī)理,采用ansys有限元軟件對(duì)其軸壓柱受力進(jìn)行了全過程數(shù)值模擬.結(jié)果表明,采用修正的方鋼管內(nèi)核心約束混凝土本構(gòu)關(guān)系模型可以很好地模擬極限承載力及峰值應(yīng)變;有限單元在發(fā)生highdistortion以前的下降段與試驗(yàn)曲線變化基本一致,但其后的變形不能代表真實(shí)的受力狀態(tài).因此,利用ansys進(jìn)行鋼管鋼骨高強(qiáng)混凝土的彈性與彈塑性分析結(jié)構(gòu)是可行的.

針對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點(diǎn)在震害中的脆斷破壞,利用有限元計(jì)算程序ansys對(duì)梁柱腹板連接試件模型進(jìn)行循環(huán)加載計(jì)算,通過對(duì)試件滯回特性、節(jié)點(diǎn)域應(yīng)力分布詳細(xì)研究后得出,節(jié)點(diǎn)域有較好的延性和耗能能力,并揭示了節(jié)點(diǎn)發(fā)生脆斷的原因緣于焊縫處剪應(yīng)力集中,為該種連接鋼框架的設(shè)計(jì)及理論分析提供了依據(jù).

根據(jù)《矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》推薦的節(jié)點(diǎn)形式,制作5個(gè)隔板貫穿式節(jié)點(diǎn)試件,通過低周反復(fù)加載試驗(yàn),探討此類節(jié)點(diǎn)的抗震性能,分析梁端翼緣兩側(cè)的側(cè)板、鋼管柱的寬厚比以及隔板的外伸長(zhǎng)度等因素對(duì)節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:各試件實(shí)測(cè)滯回曲線均比較飽滿,沒有明顯的剛度退化現(xiàn)象,具有較好的耗能性能;梁端翼緣兩側(cè)增加側(cè)板不僅可以緩解隔板與梁相交的角隅處應(yīng)力集中現(xiàn)象,而且提高了節(jié)點(diǎn)的延性。運(yùn)用ansys8.0對(duì)各節(jié)點(diǎn)試件在低周反復(fù)荷載作用下的滯回性能進(jìn)行非線性模擬計(jì)算,分析軸壓比、核心區(qū)混凝土強(qiáng)度、隔板外伸長(zhǎng)度等因素對(duì)節(jié)點(diǎn)受力性能的影響。結(jié)果表明:軸壓比和隔板外伸長(zhǎng)度對(duì)節(jié)點(diǎn)受力性能的影響較大;有限元計(jì)算所得的骨架曲線與實(shí)測(cè)骨架曲線吻合較好。

將隔板內(nèi)連式和貫通式節(jié)點(diǎn)相結(jié)合并加以改進(jìn),提出了h型鋼梁-鋼管柱剛性連接的新型節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)既克服了隔板貫通式節(jié)點(diǎn)下隔板寬度大于墻體影響室內(nèi)美觀與布置的缺點(diǎn),又使梁下翼緣與柱的連接像上翼緣與柱的連接一樣得到有效加強(qiáng),適合在居住建筑中使用。對(duì)該節(jié)點(diǎn)的抗震性能進(jìn)行比較系統(tǒng)的分析研究,包括運(yùn)用非線性有限元程序ansys,模擬低周反復(fù)加載試驗(yàn);制作多個(gè)足尺模型,進(jìn)行實(shí)際的低周反復(fù)加載試驗(yàn)。結(jié)果表明該節(jié)點(diǎn)具有良好的延性和耗能能力,且塑性鉸都出現(xiàn)在加強(qiáng)段以外的梁上。通過兩種研究方法的比較,也可以看出有限元模擬試驗(yàn)是研究新型節(jié)點(diǎn)連接性能的有效方法,在通常情況下,能用來代替實(shí)際試驗(yàn),以達(dá)到減少研究時(shí)間和研究費(fèi)用的目的。

方鋼管柱-H字鋼梁套管加強(qiáng)式端板連接節(jié)點(diǎn)抗震性能分析

方鋼管混凝土柱局部屈曲有限元分析——主要分析了在偏心荷載作用下，方形鋼管混凝土柱局部臨界失穩(wěn)應(yīng)力ocr的變化情況，并采用ansys有限元軟件對(duì)其進(jìn)行了模擬分析，得出有限元分析結(jié)果與計(jì)算結(jié)果有一定偏差，但隨著應(yīng)力梯度系數(shù)妒的增加，局部臨界屈曲應(yīng)力都呈...

以核心膨脹混凝土的膨脹效應(yīng)等效為普通混凝土與溫度場(chǎng)耦合產(chǎn)生的膨脹效應(yīng),借助有限元分析軟件abaqus,考慮材料本構(gòu)關(guān)系的非線性以及受力過程中材料poisson比的變化等因素,建立了方鋼管膨脹混凝土短柱在軸心壓力作用下的非線性有限元計(jì)算等效模型,討論了鋼管與核心膨脹混凝土之間的接觸壓力、荷載對(duì)核心膨脹混凝土縱向應(yīng)力分布的影響以及鋼管對(duì)核心膨脹混凝土的約束效應(yīng)等問題。研究結(jié)果表明,當(dāng)軸壓荷載接近極限荷載時(shí),鋼管對(duì)核心混凝土開始產(chǎn)生約束效應(yīng),約束壓力迅速增大,且約束效應(yīng)主要集中在兩對(duì)角區(qū)域。