检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2018年第12期35卷 151-163页

作者：王萌柯小刚吴照章北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国城市规划设计研究院北京100037

为满足高烈度、高人口密度地区对高延性和高耗能能力装配式钢结构的迫切需求,采用高性能低屈服点钢材代替传统钢材来制作钢框架节点连接组件,利用高强度螺栓与主体结构连接,实现预制装配功能、"延性耗能保险丝"功能、震后可... 详细信息

为满足高烈度、高人口密度地区对高延性和高耗能能力装配式钢结构的迫切需求,采用高性能低屈服点钢材代替传统钢材来制作钢框架节点连接组件,利用高强度螺栓与主体结构连接,实现预制装配功能、"延性耗能保险丝"功能、震后可更换功能的叠加。采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性全接触有限元模型,结合国内外已有的钢框架全螺栓连接节点循环加载试验,验证建立的数值模型对模拟局部屈曲以及螺栓滑移现象的准确性。在此基础上,通过建立三类典型带连接组件的全螺栓连接钢框架节点数值模型,采用三种不同材料LYP100、LYP160和Q235制作连接组件,对比其承载性能、滞回行为、累积塑性应变以及耗能能力等,深入探讨采用低屈服点钢材连接组件钢框架节点的工作机理。结果表明:连接组件采用低屈服点钢材,可改变节点破坏模式,使塑性累积变形主要集中在连接组件上,耗散大部分能量(90%左右),避免主体结构过早进入塑性阶段,有效发挥"延性耗能保险丝"作用;带低屈服点钢材连接组件节点的耗能能力高于带普通钢材连接组件的节点;当节点转角达到0.045 rad时,低屈服点钢材连接组件的最大伸长率远小于低屈服点钢材极限强度所对应的应变,说明连接组件仍具有较大的变形空间,不会发生提早断裂破坏,有效提高节点延性。

关键词：可更换延性耗能连接组件钢框架节点低屈服点钢材结构保险丝数值分析

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自复位钢框架节点有限元模拟及参数分析

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建筑结构学报 2011年第3期32卷 35-42页

作者：潘振华潘鹏叶列平邱法维清华大学土木工程安全与耐久教育部重点试验室北京100084

研究了一种具有自复位能力的钢框架节点的力学性能。该节点在梁柱间通过角钢栓接,并沿梁长布置高强预应力钢绞线。通过对钢绞线施加预应力将梁柱压紧,使节点具备足够的抗弯刚度以满足正常使用情况下的功能性要求,钢绞线同时提供回复力,... 详细信息

研究了一种具有自复位能力的钢框架节点的力学性能。该节点在梁柱间通过角钢栓接,并沿梁长布置高强预应力钢绞线。通过对钢绞线施加预应力将梁柱压紧,使节点具备足够的抗弯刚度以满足正常使用情况下的功能性要求,钢绞线同时提供回复力,使节点在地震后具有自复位能力。采用通用有限元分析软件Abaqus 6.9建立节点模型,对9个足尺钢框架边节点进行了循环加载以模拟节点的复位能力。考察的参数有:初始预应力值、角钢厚度、预应力钢绞线距离及数量。研究表明:通过合理参数设计,这类节点的初始刚度与焊接节点相当,在层间位移角达到5%的情况下,主体结构梁和柱仍保持弹性,角钢则进入塑性状态以耗散能量;地震作用后,节点可以回复到其初始位置。由于主体结构没有破坏,且节点在预应力钢绞线作用下自动回复原位,故震后仅需更换角钢便可使节点恢复至无损状态。

关键词：钢框架节点角钢有限元分析预应力自复位

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含屈曲约束连接件的钢框架节点抗震性能研究

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振动与冲击 2023年第4期42卷 126-136,155页

作者：冯玉龙温昊种迅蒋庆朱毅合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009 合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室合肥230009

基于屈曲约束和损伤控制的思想,提出了一种含屈曲约束连接件的钢框架节点,连接件的一对核心板传递翼缘轴力并平衡梁端弯矩,对核心板设置了由约束板、填充板和梁外伸翼缘组成的屈曲约束系统。对有无设置约束板的两个试件进行了低周往复... 详细信息

基于屈曲约束和损伤控制的思想,提出了一种含屈曲约束连接件的钢框架节点,连接件的一对核心板传递翼缘轴力并平衡梁端弯矩,对核心板设置了由约束板、填充板和梁外伸翼缘组成的屈曲约束系统。对有无设置约束板的两个试件进行了低周往复荷载试验,分析了节点的滞回曲线、骨架曲线、能量耗散和应变分布,考察了约束板对节点滞回性能的影响;采用有限元软件ABAQUS对该节点进行了数值模拟,研究了核心板螺栓和厚度对该节点滞回性能的影响。结果表明:提出的节点可以达到预期的屈曲约束和损伤控制机制,即核心板率先屈服耗能,约束板可防止核心板发生过大的面外屈曲,主体梁柱保持弹性,节点具有稳定的滞回性能和较大的变形能力;核心板上螺栓预紧力决定了核心板是否会滑移,进而影响滞回曲线的饱满程度,核心板厚度主要影响节点刚度、承载力和损伤分布。最后,理论推导了节点的承载力和变形计算公式,给出了节点理论骨架曲线。

关键词：钢框架节点屈曲约束损伤控制低周往复荷载试验数值模拟抗震性能

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配置低屈服点角钢连接件的钢框架节点损伤控制及优化设计

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建筑结构学报 2021年第12期42卷 76-89页

作者：王萌孙毅杨璐北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 北京工业大学北京市高层和大跨度预应力钢结构工程技术研究中心北京100124

为实现结构损伤控制以及震后可快速恢复,提出一种配置可更换低屈服点角钢连接件的钢框架节点。采用ABAQUS有限元软件建立连接节点数值分析模型,并采用典型试验结果进行验证。利用上述数值分析模型,建立不同削弱策略、不同连接件材料的... 详细信息

为实现结构损伤控制以及震后可快速恢复,提出一种配置可更换低屈服点角钢连接件的钢框架节点。采用ABAQUS有限元软件建立连接节点数值分析模型,并采用典型试验结果进行验证。利用上述数值分析模型,建立不同削弱策略、不同连接件材料的节点模型,优选损伤控制模式。然后,通过建立不同削弱程度、不同连接件耗能段长度的节点模型,分析这2个参数对角钢连接节点抗震性能以及结构保险丝功能的影响,并提出设计建议。研究结果表明:采用低屈服点钢材的连接件,耗能占各部件总耗能比例可达95%,有效保护主体结构,保证节点延性。综合考虑加工难度、耗能比例、结构保险丝功能和材料利用率等,配置角钢薄腹板削弱策略是优选解决方案。随着削弱程度的增加,角钢连接件塑性变形和耗能比例逐渐增加,结构保险丝功能有效提高;随着耗能段长度的增加,角钢连接件耗能比例增大,说明此措施能够在不过度削弱节点承载能力的情况下有效保护主体结构;但当耗能段超过1.0倍梁宽时,耗能段屈曲变形明显,影响节点延性,同时耗能提高不明显。因此,在控制设计承载力系数不超过1.0,适当增加耗能段长度(不超过1.0倍梁宽),可有效提高结构保险丝作用效果。

关键词：钢框架节点角钢连接件低屈服点钢材结构保险丝损伤控制

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考虑近海环境劣化作用的钢框架节点抗震性能试验研究

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浙江大学学报（工学版） 2018年第12期52卷 2314-2321页

作者：徐强郑山锁李晓昇长安大学地质工程与测绘工程学院陕西西安710054 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 中铁广州工程局集团深圳工程有限公司广东深圳518054

采用室内加速锈蚀试验模拟近海大气环境对钢框架材性试件与节点试件力学性能的劣化作用.得到节点试件梁柱翼缘与腹板钢材锈蚀率随近海环境作用时间的相关关系,对材性试件进行拉伸破坏试验,统计回归得到屈服强度、极限强度、伸长率与弹... 详细信息

采用室内加速锈蚀试验模拟近海大气环境对钢框架材性试件与节点试件力学性能的劣化作用.得到节点试件梁柱翼缘与腹板钢材锈蚀率随近海环境作用时间的相关关系,对材性试件进行拉伸破坏试验,统计回归得到屈服强度、极限强度、伸长率与弹性模量4个钢材材性性能指标随锈蚀率的衰变关系.对4个不同锈蚀程度的钢框架节点试件进行变幅加载试验,考察其破坏形态与特征,分析锈蚀对构件滞回性能、骨架曲线与刚度的影响,得到节点构件耗能能力、累积塑性变形能力、刚度等性能指标随锈蚀率的衰变规律.结果表明:近海大气环境作用使得钢框架节点构件产生初始损伤,致使节点构件梁端在位移低周加载下越早发生断裂,延性降低.

关键词：近海大气环境钢框架节点抗震性能锈蚀率

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大位移往复加载下钢框架节点地震损伤试验研究

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哈尔滨工程大学学报 2019年第2期40卷 292-297页

作者：徐强郑山锁樊禹江长安大学地质工程与测绘工程学院陕西西安710054 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 长安大学建筑学院陕西西安710061

结构临近倒塌状态时,构件不可避免发生较大变形。节点区梁柱焊接处是钢框架结构薄弱环节,易发生脆性破坏,本文设计了3个不同的大位移加载制度对钢框架节点构件进行低周往复加载,考察其破坏过程与特征,研究了不同大位移加载方式对钢框架... 详细信息

结构临近倒塌状态时,构件不可避免发生较大变形。节点区梁柱焊接处是钢框架结构薄弱环节,易发生脆性破坏,本文设计了3个不同的大位移加载制度对钢框架节点构件进行低周往复加载,考察其破坏过程与特征,研究了不同大位移加载方式对钢框架节点的荷载-位移滞回曲线、滞回耗能、损伤演化等力学性能的影响。结果表明:加载制度对构件的破坏形态起控制作用,变幅加载与等幅60 mm循环加载下试件为脆性破坏,等幅90 mm循环加载下试件为延性破坏。钢框架节点梁端作为结构抗震耗能的关键部位,将耗能能力作为评价其抗震性能的指标,建立起简单通用的累积破坏损伤模型,该损伤模型易于评价节点在地震作用下的损伤程度。

关键词：钢框架节点试验研究大位移加载累积耗能损伤演化破坏模式

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近海大气环境作用下钢框架节点时变地震损伤研究

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工程力学 2019年第1期36卷 61-69页

作者：徐强郑山锁商校瑀长安大学地质工程与测绘工程学院西安710054 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 东北电力大学建筑工程学院吉林132012

已服役的结构由于所处的环境作用,其构件力学性能必将随时间不断劣化。基于12个不同锈蚀程度钢框架节点的低周往复试验,分析近海大气环境作用导致钢框架节点构件力学性能的劣化。考虑到钢框架节点在地震作用变形达不到其变形极限,因而... 详细信息

已服役的结构由于所处的环境作用,其构件力学性能必将随时间不断劣化。基于12个不同锈蚀程度钢框架节点的低周往复试验,分析近海大气环境作用导致钢框架节点构件力学性能的劣化。考虑到钢框架节点在地震作用变形达不到其变形极限,因而不适宜采用变形能力作为参数评价其损伤程度。刚度指标能够反映构件承载力与变形两个性能指标,且构件的变形与其刚度成反比,建立能够考虑构件因环境作用而引起的初始损伤的基于构件刚度与耗能的双参数地震损伤模型。由试验数据回归得到构件的刚度与累积耗能能力与锈蚀率线性相关,并验算损伤模型的计算精度。研究表明:建立的损伤模型具有较高的计算精度,且计算方便,适用于对地震作用下的钢框架节点进行损伤描述。在损伤模型的基础之上,假定构件年锈蚀率相同,建立构件考虑环境作用的时变损伤模型。

关键词：近海大气环境钢框架节点锈蚀抗震性能损伤演化

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考虑锈蚀损伤的钢框架节点恢复力模型研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2020年第7期53卷 695-703页

作者：曹琛郑山锁胡卫兵贺金川张晓辉刘毅西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室西安710055 西安建筑科技大学建筑设计研究院西安710055

为了研究酸性大气环境下锈蚀钢框架梁柱节点的抗震性能,对6榀钢框架梁柱节点试件进行了酸性大气环境加速腐蚀试验和拟静力加载试验,分析了不同锈蚀程度钢框架梁柱节点的滞回特性.试验结果表明,随着锈蚀程度的加重,试件强度、刚度、延性... 详细信息

为了研究酸性大气环境下锈蚀钢框架梁柱节点的抗震性能,对6榀钢框架梁柱节点试件进行了酸性大气环境加速腐蚀试验和拟静力加载试验,分析了不同锈蚀程度钢框架梁柱节点的滞回特性.试验结果表明,随着锈蚀程度的加重,试件强度、刚度、延性及滞回耗能等力学与抗震性能不断劣化.通过分析试验结果,得到钢框架梁柱节点核心区弯矩-剪切转角三折线骨架曲线,并根据未锈蚀节点试件恢复力模型的特征参数,得到了考虑钢材锈蚀损伤的钢框架梁柱节点核心区骨架曲线特征点计算公式.引入基于滞回耗能的循环退化指数βi,提出了适用于遭受锈蚀循环损伤的钢框架梁柱节点的滞回规则,进而建立了可综合考虑试件强度、刚度循环退化效应的锈蚀钢框架梁柱节点恢复力模型.将理论滞回曲线与试验结果进行对比,结果表明两者间具有较高的吻合度,进一步验证了所建立的考虑锈蚀损伤的钢框架节点恢复力模型具有较好的适用性.研究成果可为酸性大气环境下在役钢框架结构的地震反应分析及抗震性能评估提供理论参考.

关键词：钢框架节点酸性大气环境锈蚀低周往复加载试验恢复力模型

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腹板摩擦式钢框架节点震后可更换性能的试验研究

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世界地震工程 2018年第2期34卷 140-146页

作者：李天祺邹昀蔡鑫郑黎君丁杰赵桃干江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122

主要针对梁腹板带有摩擦耗能螺栓的自复位钢框架节点结构进行抗震性能和可更换性能的试验研究,探讨该类节点在往复荷载作用下的滞回性能以及节点域的变形特征。在参数选型的基础上,对5组钢框架节点试件进行了低周反复荷载作用下的拟静... 详细信息

主要针对梁腹板带有摩擦耗能螺栓的自复位钢框架节点结构进行抗震性能和可更换性能的试验研究,探讨该类节点在往复荷载作用下的滞回性能以及节点域的变形特征。在参数选型的基础上,对5组钢框架节点试件进行了低周反复荷载作用下的拟静力试验,其中:4组试件具有自复位能力,分析了各试件的承载力、刚度、耗能性能和滞回特性等性能。综合研究结果表明:所提出的拼接节点能够利用摩擦螺栓的滑移提高节点的耗能能力,有效减少梁和柱主体构件的损伤,同时预应力筋提供了结构的自复位能力。试验结果表明:在地震作用之后,通过更换腹板及摩擦螺栓可以使结构的承载能力和耗能性能与震前基本一致,从而实现结构功能的快速恢复。

关键词：钢框架节点摩擦耗能螺栓抗震能力可更换性能自复位性能

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钢板攻丝高强螺栓连接钢框架节点力学性能试验研究

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建筑钢结构进展 2021年第1期23卷 48-58页

作者：贾斌丁娟丁泽宇杨子颉张其林四川省建筑科学研究院有限公司成都610081 深圳市慧泽丰建筑与环境工程技术有限公司广东深圳518067 西南石油大学机电工程学院成都610500 同济大学土木工程学院上海200092

对采用钢板攻丝高强螺栓连接的钢框架节点分别进行了高强螺栓拉伸及剪切试验、钢柱法兰连接节点静力及拟静力试验、梁柱半刚性连接静力试验。基于试验数据对节点连接的承载能力、失效模式以及刚度特征等关键问题进行了分析。研究结果表... 详细信息

对采用钢板攻丝高强螺栓连接的钢框架节点分别进行了高强螺栓拉伸及剪切试验、钢柱法兰连接节点静力及拟静力试验、梁柱半刚性连接静力试验。基于试验数据对节点连接的承载能力、失效模式以及刚度特征等关键问题进行了分析。研究结果表明:由自攻螺纹钢板及高强螺栓构成的连接形式具有良好的抗拉、抗剪性能,以螺杆断裂为最终破坏模式;钢柱法兰连接中法兰板无明显滑移及翘曲,高强螺栓没有拔出或断裂,试件表现出较好的延性和承载能力;梁柱连接表现出典型半刚性特征,桁架梁先于节点域发生破坏,破坏特征为桁架弦杆屈服及斜腹杆屈曲,节点连接符合"强节点、弱构件"的抗震设计原则。

关键词：钢框架节点力学性能钢板攻丝连接试验研究滞回性能半刚性

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