钢结构节点的抗震性能研究与分析

装配式钢结构梁柱节点性能研究

建筑工业化是我国未来建筑业的发展方向,其目标是达到构件标准化、生产预制化及施工装配化,从根本上改变原有的设计、生产、施工等方式,全面实现建筑产品的环保与价值。根据建筑工业化的理念,我国大力倡导新修建筑须满足一定的预制率,积极推广装配式混凝土结构和钢结构在建筑中的应用。

为推动装配式钢结构在建筑业中的应用,诸多学者对梁柱节点做了大量的研究工作,并提出新颖的装配式梁柱节点形式。本文根据现有的装配式钢结构节点形式,提出一种带法兰盘的新型连接节点形式,该节点可达到完全装配化施工。

为了更准确说明此类节点的性能,按照规范设计两种不同形式的节点作性能对比试验。同时,利用有限元软件ANSYS对节点进行初步的数值模拟,以验证试验数据的可靠性。

梁采用悬臂拼装的形式进行连接,连接处螺栓的使用量按等强度设计原则确定,新型节点柱的连接则是通过上柱底和下柱顶的法兰盘由螺栓进行连接,其余两种节点均是直接采用焊接。本文通过试验和有限元的数值模拟,得到以下结论:1、法兰盘节点的滞回曲线较焊接节点更饱满,但由于仍采用焊接的方式连接梁柱,使得其滞回曲线整体饱满程度偏低。

外环板节点的滞回性能优于法兰盘节点,其饱满的滞回曲线,表明该连接形式具有较强的塑性变形能力和耗能能力。2、根据M-θ关系曲线可以看出,外环板节点与法兰盘节点在相同的荷载作用下,产生的相对转角均要小于焊接节点。

因此,外环板和法兰盘连接的梁柱节点刚度均大于焊接节点,且外环板的刚度较法兰盘更大。3、采用焊接连接的节点在横向、纵向及斜向的应变值变化起伏大,加载初期节点域主要是处于受压状态,随着荷载的增加逐渐转变为受拉状态。

法兰盘节点的节点域在加载中始终处于受压状态,且外环板节点的节点域在横向一直处于受拉状态。4、对选取的三条传力路径进行分析,外环板节点在梁翼缘上的传力性能略低于其它两种形式的节点,这是因为外环板加强了梁柱连接处的刚度,使得梁端荷载不利于传递至钢管柱,故在梁翼缘处产生较大的变形。

小高层钢结构住宅抗震性能分析

摘要：基于工程模型的介绍，分别对模态和反应谱以及pushover进行了分析，综合比较纯框架(kj)、框架一支撑(kj-zc)和框架一剪力墙(kj-jlq)三种抗侧力结构在8度地震下的响应及特点。

关键词：抗震性能；纯框架(kj)；框架一支撑(kj-zc)；框架一剪力墙(kj-jlq)

小高层钢结构一直没有明确的规定，一般规定24米以上为高层建筑，在钢结构住宅中主要指的是建筑高度大于24米，小于50米(24米

1工程模型介绍

本工程为某康复中心的住院部，轴线长38.4m，宽16.2m，共11层，主体结构高40.5m，总高41.6m，建筑高宽比2.49小于八度抗震限制6.0，建筑总面积 6491m2。楼面恒载根据材料自重计算，活载取2.0kn/m2，模拟隔墙自重为主梁加2.5kn/m恒载，恒载取值3.5或者2.5、活载均取0.5kn/m。n类场地，8度抗震，按第三组计算，主柱与基础刚接，主梁与主柱双向刚接，次梁、支撑均铰接。结构分别采用纯框架(kj)、框架一支撑(kj-zc)和框架一剪力墙(kj-jlq)三种布置形式，模型规模即所分析构件分别是 1977、2451、2112。

在楼板的建模中，为保证楼面荷载顺利传力，采用面截面膜单元建模，并设定其在z轴的束缚来假定绝对刚性。分别对结构施加模态工况，x，y方向的反应谱工况，x，y方向的pushover工况。

2模态分析

模态分析提取的动力特性主要是固有频率、周期和振型，它们是动载荷作用下结构动态响应设计中的重要参数，同时也可以作为其它动力学分析问题的起点。n层钢结构住宅低阶振型起到控制作用，对结构的位移和内力的贡献较大，这里忽略高阶振型的影响取前三阶振型进行分析对于纯框架结构来说，周期偏大且周期下降比较缓慢，振型刚度较小，但是振型的特征很明显，质量参与系数密集度较高，容易判定振型属性。

钢结构抗震分析与优化设计解析

随着城市化建设的不断推进，人们生活质量的不断提高，对建筑的安全性提出了更高的要求，国家为保障钢材安全性能，不仅制定出台相应的强制性国家标准，并对提高钢材安全性能，进行了大量卓有成效的研究和科研攻关，使得钢材性能得到进一步的提升，为建筑工程用材作出巨大贡献。间接的增强建筑的稳定性以及抗震性，为人们的生命财产安全提供重要的保障。相对于其他建筑结构来说，钢结构虽然具有更强的抗震能力，但对抗震设计的要求也相对更高，且容易受到多方面因素的影响。为此，本文简单阐述了抗震概念设计，并对钢结构抗震以及抗震优化设计进行分析。

标签：钢结构;抗震设计;优化设计

引言

由于钢结构具有强度高、装配化程度高、塑形强、绿色节能、自重轻以及韧性强等多个优势特征，在建筑行业得到了广泛应用，亦受到诸多建筑师的青睐。同时，在党和政府的高度重视下，通过制定出台一系列技术操作规范标准等支持和扶持政策，促进了钢结构工程的科学快速发展。

由于我国处于多条地震带上，导致地震灾害频发，对人民的生命和财产安全带来了极大的威胁，所以对钢结构抗震设计进行深入分析，不仅有助于行业健康发展，更对保障人民群众安居乐业有着重要意义。

1 抗震概念设计

抗震概念设计主要是指：根据以往的工程经验和地震灾害情况所形成的设计思想、设计原则，并依据这些原则和理念对建筑结构的竖向以及平面进行布置，并对这一过程进行精细化改进和完善的设计过程。

在《建筑抗震设计规范》中对所有建筑提出了具体的要求和规定：一是在设计中，应该保证结构具有科学合理的地震作用传递途径以及清晰明确的计算简图，以保障结构抗震性能的充分发挥。二是应该充分考虑整体结构的完整性和可靠性，以免因部分构件或结构的破坏状况，致使整个结构的负荷承载能力或者抗震能力受到不良影响。三是应该针对可能存在或出现的薄弱位置进行及时的强化和加固，以确保结构的抗震性能。四是结构应该具备良好的地震能量消耗能力以及变形能力，以提升结构的抗震效果。

钢筋混凝土框架结构抗震性能的研究

摘 要：因为影响建筑框架混凝土质量和结构抗震性能的因素和环节是多种多样的。笔者对如何提高建筑钢筋混凝土框架结构的抗震性能谈谈自己的看法。

关键词：钢筋混凝土；框架结构；提高；抗震性能；方法

Pick to: because affect architectural framework and structure seismic

performance of concrete quality factor and the link is many and varied. The author of

how to improve the seismic performance of reinforced concrete frame structure

buildings talk about their own views.

Key words: reinforced concrete; Frame structure; To improve; Seismic

performance; methods

我国是多地震国家，地震区分布广。地震对建筑物的危害巨大，建筑物的抗震性能好坏关系到人民生命财产安全。钢筋混凝土框架结构在我国工程建设中应用广泛，加强钢筋混凝土框架结构施工质量的控制和结构抗震验收，提高抗震性能，是我们工程建设人员义不容辞的责任和义务。

1 加强框架结构节点施工质量的控制是提高结构抗震性能的重要环节

要提高框架结构的抗震性能，首要的是加强构件的连接，使之能满足传递地震时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。框架节点是框架梁柱构件的公共部分，在地震作用下，若节点强度不足，延性不够，钢筋锚固质量差就会使结构丧失整体性而造成破坏。因此必须加强框架节点施工质量的控制，这也和“强节点、强锚固”的抗震设计原则是一致的，“强节点、强锚固”也理应成为施工监理的重要质量控制点。