钢结构新型节点抗震性能分析（英文）

为研究新型装配式梁端削弱型节点的抗震性能,对4组不同削弱深度与厚度的拼接板耗能构件进行梁端循环加载试验,对比分析其滞回曲线、骨架曲线、承载力退化曲线、刚度退化曲线、延性及耗能能力等.试验结果表明,加载位移达到105 mm时,梁柱焊缝不出现脆性破坏.滞回曲线呈反S形,存在较明显的滑移现象,且主要发生于耗能板与梁翼缘连接处,产生原因在于耗能板螺栓直径略小于孔径.滑移现象的存在会导致骨架曲线没有明显的屈服点,节点延性系数小于3.0,初始转动刚度较小.耗能板屈曲是造成节点承载能力快速下降的主要因素,适当减小削弱深度、增加耗能板厚度可延缓屈曲现象的发生,提升节点的延性.     

钢筋锈蚀对再生混凝土梁柱节点抗震性能的影响

为研究钢筋锈蚀后再生混凝土框架节点的破坏特征和抗震性能,对钢筋未锈蚀、锈蚀而保护层未开裂、平均锈胀裂缝宽度为0．2mm及平均锈胀裂缝宽度为0．4mm四种情况下的再生混凝土及普通混凝土框架边节点,进行了低周反复荷载对比试验;观察节点的受力过程及破坏形态,分析试件的荷载一位移滞回曲线、承载能力、强度和刚度退化、延性以及耗能能力等力学特性．结果表明：相同锈蚀程度下,再生混凝土节点的强度比普通混凝土节点小,再生混凝土节点的刚度退化比普通混凝土节点严重,再生混凝土节点表现出更好的延性,再生混凝土耗能较普通混凝土耗能弱;随着钢筋锈蚀程度的增加,再生混凝土与普通混凝土节点的强度降低,刚度减小,延性减小,耗能能力降低．     

型钢高强混凝土柱抗震性能的非线性有限元分析

采用ANSYS软件进行了数值模拟,分别对比了三种型钢截面形式和i种轴压比对型钢高强混凝土柱的延性和耗能性能的影响。从计算结果可以看出,轴压比越小,延性系数越大,抗震性能越好;带翼缘十字形型钢柱的延性比不带翼缘十字形型钢柱的延性好。     

钢管混凝土柱与钢梁节点性能研究

本文通过对4个方钢管混凝土中柱与钢梁外加强环式节点的拟静力试验,研究节点在不同轴压比条件下节点的破坏特征、破坏机理和抗震性能等。试验结果表明,在达到极限强度后节点的强度及刚度退化缓慢,具有较好的延性和变形能力,具有良好的耗能能力。     

端板螺栓连接混凝土柱—蜂窝钢梁节点延性及耗能研究

为研究焊接环式箍筋柱与焊接蜂窝梁连接节点的破坏特征和抗震性能,进行了2个外伸式端板连接节点、2个平齐式端板连接节点的低周反复荷载试验,分析了各节点的破坏形态、承载力、延性、耗能性能、刚度退化等。试验结果表明:外伸式端板螺栓连接型试件的承载力最高,延性最好,耗能能力较强,但在极限荷载之后出现严重的刚度退化。     

工字钢辊式矫直时腹板作用的有限元仿真分析

工字钢辊式矫直是通过对腹板施以可调辊压使翼缘产生一定的塑性变形来实现的。理论分析认为求解各可调辊的压下挠度时,可以不考虑腹板的影响而按翼缘组成的"矩形"断面来进行。通过建立适当的有限元模型,运用ANSYS软件仿真了考虑腹板和不考虑腹板的情况,从而验证了理论结果的正确性。     

狗骨式刚性连接的滞回性能试验研究

通过对循环荷载作用下的狗骨式刚性连接节点的试验研究，分析了狗骨式刚性连接的滞回性能．试验结果表明：狗骨式刚性连接具有良好的延性和耗能能力，节点的转角都超过了0．03rad；焊缝强度和梁翼缘的削弱程度是影响节点滞回性能和极限承载力的决定因素．最后，根据试验结果提出了此类连接的设计和施工建议．     

水分对木质工字梁翼缘/腹板接口性能的影响

木质工字梁（Wood I-Beam,简称：IB）在使用过程中将不可避免地遇到潮湿环境的影响,研究水分对翼缘/腹板接口性能的影响,对确保IB接口最佳胶合状态以及最终产品尺寸稳定性至关重要．研究结果表明：IB的综合性纤维饱和点只有25%左右;含水率从8.9%提高到25%的接口的承压能力下降了47.2%,含水率从25%提高到53%的接口的承压能力仅下降了0.6%;水分对IB翼缘和腹板尺寸变化的影响是水分影响接口承载能力的间接因素;吸湿后接口的承载能力并不能恢复到吸湿前的初始水平;解吸至8.9%含水率的IB接口的承载能力比吸湿前同等含水率的IB接口低了17.8%．     

错层板柱节点抗震性能试验研究

通过对2个错层板柱节点试件进行低周往复加载试验,研究了错层板柱结构错层部位节点的力学性能.分析了错层板柱节点在低周反复荷载下的荷载-位移曲线、节点的延性、耗能能力等性能,明确了错层板柱节点的工作机理及破坏形式.试验结果表明,2个错层板柱节点试验构件均呈现典型的短柱脆性剪切破坏,节点的滞回曲线捏拢现象明显,耗能能力较弱,...     

型钢削弱不对称抗弯截面设计方法

为更好地给工业化型钢连接装配式(Steel connecting Prefabricated Concrete,SPC)梁柱节点匹配不对称配筋梁截面,通过改进SPC节点中H型钢削弱(Reduced Beam Section,RBS)构造,采用截面分析法研究了翼缘削弱比、压板宽度比和压板厚度比对抗弯截面模量的影响。结果表明:当强侧翼缘压板对受压时,翼缘削弱比、压板宽度比和压板厚度比增大,均导致截面模量先线性增大后趋于稳定;当弱侧翼缘压板对受压时,翼缘削弱比增大导致截面模量快速线性增大,截面模量在压板宽度比增大时基本保持稳定,随压板厚度比增大而缓慢增长。基于对抗弯截面模量影响规律的认识,提出了型钢不对称抗弯截面的设计方法,以供工程实践参考。     

带贯穿裂纹的过焊孔细节应力强度因子探究

以腹板带贯穿型裂纹的过焊孔细节为对象,研究焊接细节应力强度因子的参数敏感性。基于ANSYS建立了三维断裂力学有限元模型,采用四分之一节点位移法分析了裂纹前缘各点的应力强度因子,探究了几何参数和裂纹长度对其影响规律。研究结果表明:1)裂纹前缘各点的应力强度因子受焊脚尺寸的影响较小; 2)裂纹前缘各点的应力强度因子随腹板板厚的增加而逐渐减小,且影响显著; 3)裂纹前缘各点的应力强度因子随翼缘板板厚、过焊孔半径和裂纹长度的增加而逐渐增大,且影响显著。     

疲劳荷载作用后钢-混凝土组合外接式节点静载性能试验研究（英文）

为研究疲劳荷载对钢桁腹-混凝土组合外接式节点静力性能的影响,设计并制作了3个1∶3节点模型,分别进行了静载破坏试验和疲劳后静载破坏试验,获得了节点破坏模式、荷载-位移曲线及节点板荷载-应变曲线,研究了节点屈服荷载、极限荷载、节点刚度及延性系数等力学性能指标的变化.试验结果表明：节点板是组合节点受力关键构件,节点板破坏是外接式节点的典型破坏模式;疲劳荷载对节点屈服前的受力性能影响较小,但对节点屈服后的受力性能影响显著;与仅承受静载的试件相比,未疲劳破坏试件的极限承载力减小4%,延性系数减小28%,有疲劳破坏试件的极限承载力减小25%,延性系数减小52%;疲劳裂纹引起了节点板应力重分布,增大了无疲劳裂纹区域的应变,且应变增长率随着与疲劳裂纹距离的增加而减小.     

带可恢复功能节点的装配式框架结构抗震性能

为实现装配式结构震损后能快速修复以恢复使用功能,提出一种带可恢复功能节点的装配式框架结构体系。利用ABAQUS 有限元软件对可恢复功能节点进行数值模拟,探讨可恢复功能节点的作用机理,并将可恢复功能节点布置到装配式框架结构中形成可恢复功能装配式框架结构,考察整体结构的受力机理,可更换耗能铰、装配式节点核心区与梁柱部件的失效演化规律。结果表明,节点的失效主要是由于可恢复功能节点在削弱钢板处的损伤累积引起的断裂导致?与现浇混凝土框架及节点加强型现浇混凝土框架相比,可恢复功能装配式框架的承载能力更高、延性更好,通过可更换耗能铰的塑性变形耗散能量大幅度提高了结构的耗能能力,且结构的损伤破坏集中在削弱钢板上,有效地避免了预制梁柱和节点核心区的损伤。震后通过更换损伤耗能元件即可恢复结构的使用功能,实现了损伤可控和震后功能可恢复的抗震设防理念,具有广泛的应用前景。     

高强方钢管约束UHPC短柱轴压性能研究

使用通用有限元软件ABAQUS分析了钢材屈服强度、方钢管厚度、UHPC强度对高强方钢管约束UHPC短柱轴压性能的影响。首先使用ABAQUS对已有的普通钢管约束混凝土试验进行计算,结果与试验值基本一致。在此基础上建立了高强方钢管约束UHPC短柱模型,对比了不同参数下构件荷载-位移曲线、荷载-纵向应变曲线的变化特征。研究表明:构件前期刚度受混凝土强度影响很小,但由于增加混凝土强度使构件套箍系数降低,工作曲线下降段斜率增大,延性下降。钢管屈服强度的提高对构件的延性有很大改善,但对极限承载能力影响较小。核心混凝土强度是影响高强钢管约束UHPC短柱承载能力的主要因素,由于钢管不直接承担纵向荷载,仅对混凝土产生材料性能上的影响,钢管约束混凝土应看做混凝土的一种。     

铝合金环槽铆钉连接节点弯矩－转角关系

采用有限元分析方法考察梁和柱的截面尺寸、角型连接件尺寸、铆钉直径及端距等对节点性能的影响,根据计算得到的弯矩-转角曲线拟合出三参数模型中形状系数n 值的近似计算公式。结果表明,柱翼缘厚度和角型件厚度对节点初始刚度和极限承载力影响显著,梁高和铆钉端距的影响次之。形状系数建议公式计算结果与试验结果吻合较好,可为该类连接节点设计方法提供理论依据。     

铰接双矩管装配式防屈曲支撑试验研究（英文）

目的:通过双矩管装配式防屈曲支撑的滞回试验研究,探讨防屈曲支撑可能存在的破坏模式及各设计参数对支撑耗能性能的影响,验证支撑端部构造细节的合理性,提出支撑设计建议。创新点:1.试验研究铰接双矩管装配式防屈曲支撑的滞回性能;2.获得4种支撑破坏模式。方法:通过对7根铰接双矩管装配式防屈曲支撑的滞回性能试验,研究支撑外围盖板厚度、内核加强翼板高度和外围槽钢翼缘高度等参数对防屈曲支撑破坏机理及耗能性能的影响。结论:1.外围盖板厚度太薄,支撑易发生端部折曲破坏;2.端部转动受限制的支撑,其滞回性能优于纯铰接防屈曲支撑,但支撑连接节点处的附加弯矩不容忽视;3.支撑均表现出优良的屈曲耗能性能,验证了试验试件端部构造细节的合理性。     

钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构抗震性能有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对纯钢框架试件、冷弯薄壁型钢组合墙体试件、钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体试件、覆双面OSB板的钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体试件进行水平低周往复荷载作用下研究,分析了试件的滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、延性和耗能等。结果表明,钢框架与冷弯薄壁型钢组合墙体有明显的组合效应;冷弯薄壁型钢组合墙体能明显增强钢框架结构的承载力、刚度、延性和耗能能力;覆双面OSB板钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构抗震性能较不覆板的钢框架-冷弯薄壁型钢组合墙体结构抗震性能好。     

碳纤维布与钢构套复合加固锈蚀钢筋混凝土柱抗震性能研究(英文)

为改善锈蚀钢筋混凝土柱的抗震性能, 利用碳纤维布与角钢对锈蚀柱进行复合抗震加固. 试验共对12根试件进行了低周反复加载试验, 研究参量包括钢筋锈蚀程度、轴向荷载、碳纤维布层数和角钢用量. 试验结果表明, 利用碳纤维布和角钢复合加固锈蚀柱可以显著改善锈蚀柱的承载能力、延性和耗能能力. 复合加固后, 加固柱的强度和延性与锈蚀柱相比, 可分别提高0.9倍和1倍以上. 基于试验结果, 提出了计算加固构件屈服荷载、最大荷载和位移延性系数的简化公式, 计算结果与试验结果极为吻合.     

低周反复荷载下钢筋增强ECC/混凝土组合柱抗震性能（英文）

为提高柱的抗震性能,采用高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)部分代替钢筋混凝土柱底部的混凝土得到ECC/RC组合柱.采用MSC.MARC有限元软件分析了组合柱在低周反复荷载作用下的受力性能.分析发现采用ECC/RC组合柱能够显著提高柱的承载力、延性和耗能能力.然后探究了ECC高度、轴压比和纵筋配筋率3个参数对ECC/RC组合柱抗震性能的影响.结果表明:ECC高度在0.8h(h为截面高度)左右的组合柱近似可以达到全ECC柱的抗震性能;随着轴压比的增加,组合柱的承载力增加,而延性下降;在适当配筋的范围内,提高配筋率可以提高组合柱的延性和耗能能力,对承载力几乎无影响.分析结果对于ECC结构设计具有一定的指导意义和参考价值.     

预应力混凝土扁梁框架内节点拟静力试验研究

通过对3个不同轴压比水准的预应力混凝土扁梁框架内节点试件的低周反复荷载加载试验,对试件的破坏形态、滞回曲线、延性、耗能能力等抗震性能进行初步研究,并判定轴压比对预应力混凝土扁梁框架内节点抗震性能的影响规律.试验结果表明,随着轴压比的增大,节点的抗震性能随之下降.