关于钢结构中梁柱铰接节点加劲肋作用的分析
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加劲肋布置方式对刚接柱脚力学性能的影响I. 引言-介绍加劲肋在结构工程中的应用背景和意义-概述本文研究的目的和重要性II. 文献综述-对加劲肋的定义、结构形式、成型方式和应用领域进行综述-阐述加劲肋对柱脚力学性能的影响,从理论和实验角度进行分析III. 材料和方法-介绍试验材料和样本准备的方法-描述试验装置和测试方法-阐述数据处理和分析策略IV. 结果与讨论-将实验结果进行展示-结合文献综述,讨论加劲肋对柱脚力学性能的影响-分析加劲肋的结构形式、数量和成型方式对力学性能的影响-探讨加劲肋的优化设计方法V. 结论-对本文研究结果进行总结-指出加劲肋对柱脚力学性能的重要性-提出未来研究的方向和建议VI. 参考文献-列出本文引用的参考文献注:在每个章节初都要进行大标题,章节一定要分明,便于阅读者阅读,同时内容要充分符合每个章节所描述的内容。
第一章:引言随着建筑工程的快速发展,柱子作为一种重要的结构部件,经常被广泛使用并且在其实际应用中起着至关重要的作用。
事实上,在某些情况下,柱子的设计被证明是决定整个建筑结构的性能和稳定性的关键因素之一。
对于柱子的设计,其力学特性被认为是至关重要的因素。
在柱子的设计中,柱子的底部承载承受的压力是一个极为重要的参数,因为这往往是造成结构失稳和崩溃的主要原因。
为了解决这个问题,设计师们采用了各种不同的方法和技术来增强柱子的力学性能。
加劲肋就是其中一种常见的用于强化柱子力学性能的技术。
加劲肋是在柱子的外表面增加的一些条状金属件,通常由轻质的材料制成。
加劲肋的加入主要是通过增加柱子的质量和刚度来改善柱子的力学性能,特别是在柱子受到相对高的压力时,这样做可以有效地减小柱子额外的弯曲变形,保证柱子整体的稳定性。
本文旨在研究加劲肋在柱子的底部接口处的力学性能表现。
具体地,我们将探索加劲肋的不同结构形式、成型方式和数量对柱子的力学性能的影响。
我们的研究目的是确定加劲肋的最佳设计方案,以强化柱子的力学性能,并为未来的实践提供重要的参考依据和优化建议。
钢结构框架梁柱节点性能分析摘要:钢结构框架梁柱节点施工是提升建筑抗震性的主要工序,因此应优化梁柱节点的质量。
本文通过概述钢结构框架梁柱节点内容,围绕有限元模型、载荷等方面研究钢结构框架梁柱节点性能,分析多种要素对于节点性能的影响,为优化节点质量提供参考意见,提升建筑工程整体质量,突出项目结构的抗震性能。
关键词:建筑工程;钢结构框架;梁柱节点前言:钢结构具有韧性塑性强、重量轻、制造简便的优势,该模式在建筑工程中的应用可以缩短施工周期、提升抗震性能。
其中梁、柱节点是框架关键连接位置,其性能会决定框架结构在载荷基础下的整体性。
因此,有必要深入分析钢结构框架梁柱节点的实际性能,实现构件和节点的标准化设计,优化节点性能。
1钢结构框架梁柱节点概述1.1刚性连接模式其一,全焊连接。
借助融透的方式焊接梁上下翼,通过双面胶焊接腹板。
上述连接模式对于焊接技术要求较高,若操作失误会导致应力集中,对施工结构受到影响。
其二,全栓焊接。
借助T型钢,使用高强螺栓连接梁翼和柱翼,不会产生三向应力和残余应力。
其三,混合连接。
该模式包含两方面内容:一方面是利用融透焊接梁上下翼,并通过大刚度角钢连接高强螺栓,借助剪力板连接柱翼和高强螺栓。
多层钢结构中主要利用刚性连接梁柱,通过柱贯通方式连接框架柱和梁。
针对抗震部分,应确保梁翼缘厚度和加劲肋相同。
若属于非抗震区域,加劲肋的厚度应≥梁翼缘厚度的1/2,满足板件的实际宽厚比值,防止连接节点受到破坏。
1.2柔性连接模式柔性连接又称为铰接连接,在梁侧无线位移,不过可以进行自由的转动。
该模式包含承托、端板以及角钢三方面。
其中,角钢主要连接柱和梁腹板,可以借助连接板替代角钢。
端板连接模式和角钢相同,但不可替代。
利用承托连接模式连接柱的腹板时,主要将厚板当作承托构件,防止柱腹板弯矩较大,确保偏心力矩传输至柱翼位置。
2钢结构框架梁柱节点性能研究2.1构建有限元模型本课题主要借助有限元软件,依据相关学者关于连接节点的研究内容,构建建筑工程中钢框架梁的非线性节点有限元模型,分析其中力学性能的差异性,为后续工程梁柱节点连接模式提供新思路[1]。
一日,一普钢项目;蔡工提出设置柱横向加劲肋,以此放宽腹板板件高厚比,石工闻之言不可,曰柱子腹板一般不设横向加劲肋。
吾查阅《钢规》,的确,受弯构件和受压构件的局部稳定计算准则大不相同,后者主要提到使用使用纵向加劲肋。
是如石工所言,按计算严格控制高厚比。
但吾只是知其然而不知其所以然,遂愤然去读书,终知其所以然,乐哉!
受压板件的承载力计算公式(小挠度理论,分岔屈曲荷载):
由:
得到:
采用能量法可以得到一系列边界条件下的受压板件的屈曲荷载,并绘制成一组曲线,如下:
从上图可以看出(非加载边简支的为曲线3,加载边按固定),对于单向均匀受压的狭长板,试图用横向加劲肋来改变a/b的比值从而提高屈曲系数并无明显效果,而把加劲肋的间距取得小于2b有很不经济,倒是采用纵向加劲肋是非常有效的。
压弯柱子的腹板受力非常复杂(平面应力状态),其实在弯距大的地方设横向加劲肋还是有一定作用的;但综合考虑,……(是否一定偏于保守?此处需要进一步理解、证明)
2005-3-1。
互动空间w w 协办关于加劲肋设置的讨论1 问题的提出何杰梁、柱腹板加劲肋在什么情况下需设置?《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102∶2002)(简称“门规”)中的规定比较含糊,只指明在有集中力作用的位置应设置,但是如果腹板高厚比超过《钢结构设计规范》(G B50017-2003) (简称“钢规”)限值时,应按“钢规”设置吗?若按“钢规”,势必增加用钢量。
只要满足“门规”规定,就可以不用设置腹板加劲肋吗?zc1985梁腹板高厚比不满足“钢规”时,可设置横向加劲肋,而不必加厚腹板,当不满足《建筑抗震设计规范》(G B50011-2001)(简称“抗震规范”)要求时,可否按“钢规”使用横向加劲肋,而不加厚腹板。
2 “门规”与“钢规”的区别w anyeqing2003“门规”与“钢规”的要求是有差别的。
“钢规”中梁高厚比超过80235Πfy时就要设横向加劲肋,而“门规”则仅要求高厚比不超过250235Πfy。
见过许多门式刚架结构都没有设横向加劲肋。
如果设的话,用钢量将会增加很多。
DX M200100Π2004210210按“门规”61111条,腹板高厚比较大时可不设加劲肋,这一点与“钢规”是不同的。
设计时应首先判断结构形式是否符合“门规”的规定。
如属于门式刚架则只需满足“门规”61111条即可,不必按“钢规”设计。
AQ轻钢设计不设置加劲肋是考虑利用腹板屈曲后强度,注意变截面时满足楔率的有关要求。
“钢规”只要通过第41411条验算即可,第413条的规定是不考虑腹板屈曲后强度的。
xxy“门规”第61111条第二款最后一段话和第61112条第三款有涉及,但没明确未考虑腹板屈曲后抗剪强度时设置加劲肋。
关于这点,可参考陈绍蕃教授的《钢结构稳定设计指南》中第八章第四节。
依个人理解,除柱边的梁加腋端之外,梁跨中部分弯矩较大,剪力较小,可按无拉力场设计,无需设置加劲肋。
笔者曾根据承受M和V的梁段推导出保证腹板局部稳定而不设置横向加劲肋的最大高厚比:在平均剪应力Π屈服强度为011时,为170;在平均剪应力Π屈服强度为014时,为110。
钢筋混凝土框架结构中竖向加劲筋对性能的影响分析引言:钢筋混凝土框架结构是目前广泛应用于建筑领域的一种主要结构形式,其重要性不言而喻。
在构建钢筋混凝土框架时,为了提高结构的稳定性和承载能力,常常会在水平梁和柱之间添加竖向加劲筋。
竖向加劲筋在增强结构的承载能力、抗震性能和变形控制等方面发挥着非常重要的作用。
本文将对钢筋混凝土框架结构中竖向加劲筋对性能的影响进行详细分析。
1. 竖向加劲筋的作用原理在钢筋混凝土框架结构中,竖向加劲筋起到连接纵向主筋的作用。
它们的存在可以有效地增加结构的刚度和抗弯刚度,提高结构的整体稳定性和承载能力。
此外,竖向加劲筋还可以增强结构的抗震性能,通过限制构件的变形,减小结构受到地震力时的剪力和弯矩,从而降低结构发生破坏的风险。
2. 加劲筋对结构的承载能力影响分析竖向加劲筋的存在可以明显增加钢筋混凝土框架结构的承载能力。
首先,竖向加劲筋的加入可以增加墙柱节点处的纵向受压承载能力,从而有效地提高了墙柱节点的抗剪承载能力。
其次,加劲筋对构件的抗弯能力有较大的提升作用。
加劲筋固定了纵向筋杆的位置,使得结构在受到外力作用时更加坚固稳定。
此外,加劲筋还可通过限制构件的侧向位移和减小构件变形,进一步提升结构的整体承载能力。
3. 加劲筋对结构的抗震性能影响分析钢筋混凝土框架结构的抗震性能是一个非常重要的指标,对结构的安全性和可靠性具有关键影响。
在地震作用下,竖向加劲筋的存在可以有效地改善结构的抗震性能。
首先,它们增加了结构的刚度和抗弯刚度,降低了结构的挠度和位移。
其次,竖向加劲筋的隔板作用可以提高构件的剪力强度和刚度,有效地减小了结构受到的地震剪力和弯矩。
此外,加劲筋还可以起到能量耗散的作用,通过吸收和分散地震能量,进一步提高结构的抗震性能。
4. 加劲筋对结构的变形控制影响分析在一些需要控制结构变形的工程设计中,竖向加劲筋发挥着重要作用。
通过适当布设竖向加劲筋,可以有效地限制和控制结构的变形,满足设计要求。
劲性钢结构与钢筋节点分析【摘要】近些年建筑中钢结构运用日益增多,劲性钢结构是其中重要一部分。
劲性钢骨柱、梁又具有强度高、构件截面尺寸小、与混凝土握裹力强、节约混凝土、增加使用空间、降低工程造价、提高工程质量等优点。
工程设计中常常采用劲性钢结构设计来发挥其优越性。
但在实际操作安装中遇到劲性钢结构与钢筋交接的节点问题,现场处理的多不理想。
本文就针对该节点进行简要分析。
【关键词】劲性钢结构;型钢混凝土节点;1 引言近些年劲性钢结构运用广泛,但在劲性钢结构与钢筋连接节点的施工质量上问题较大,同时也多被各方忽视,但此节点为建筑结构关键节点,质量要求较高,本文对劲性钢结构和钢筋节点现场施工处理方法进行简单分析。
2 劲性柱钢筋节点2.1柱节点一独立劲性钢柱(十字型柱为例)在与混凝土梁交接节点处遇到梁主筋时,采用接驳器节点。
该种节点为梁主筋遇劲性柱翼缘采用接驳器连接,接驳器与钢柱翼缘连接多采用一圈角焊缝围焊连接方式。
也有采用开坡口熔透焊的连接方式。
当梁主筋遇腹板采用开孔处理,开孔直径多大于钢筋直径5~8mm,因为建筑柱梁主筋均为螺纹钢,螺纹高度要充分考虑。
且开孔和接驳器必须在工厂预设完成,不允许现场处理。
接驳器标高处,柱本体内需加传力加劲板,加劲板与柱本体翼缘、腹板连接采用双面角焊缝即可。
腹板上预留主筋孔和箍筋孔较多较密,均采用机械开孔的方式,不可采用火焰割刀开孔。
优点:接驳器连接,节点连接可靠、传力方向明确、同时可避免现场焊接。
缺点:由于现场土建施工存在误差,同时钢筋绑扎施工、劲性柱的安装又涉及两个不同专业单位或班组,预留的接驳器能对准的概率较低,接驳器利用率较低。
施工麻烦,施工质量控制较差。
2.2柱节点二独立劲性钢柱(十字型柱为例)在与混凝土梁交接节点处遇到梁主筋时,采用搭接劲板节点。
当搭接劲板挡住混凝土柱钢筋时预开设柱主筋孔。
劲板长度取决于钢筋与该劲板连接方式,当钢筋较少平铺开空间较大,采用双面焊接,劲板长度L≥5d钢筋直径。
T 型加劲肋连接的梁柱节点连接抗震性能分析摘要:T 型加劲型梁柱节点是一种既可以应用于新建建筑又可应用于已有建筑的梁柱节点加固的新型框架刚性节点连接形式,本文引用国外最新试验究资料,对T 型加劲型梁柱节点连接的抗震性能进行基于有限元分析的理论研究。
关键词:T 型加劲型梁柱节点连接;滞回性能;有限元模拟;ABSTRACT:Connections using T-stiffener with fillet is a new form of beam to column which can be used both in new buildings or repairing exist buildings. This paperdoes some research on seismic performance of the Connections using T-stiffener with fillet on the base of the latest experimental study abroad by finite element analysis.Key words: connections using T-stiffener; hysteretic behavior; finite element analysis1 引言钢结构向来被认为具有卓越的动力特性,这主要是由于钢材具有轻质、高强的特点,另外,由于钢材具有较好的延性,这使得钢结构具有很大的抵抗变形的能力,从而使结构在遭遇强烈地震时地震能量能很好地耗散,从而使结构不致倒塌,减小震害。
因此对于钢结构框架结构,梁柱节点抗震性能的研究就显得尤为重要。
T 型加劲型梁柱节点连接是一种新型的节点连接形式,其基本的工作机理是:在遭受强震时,使塑性铰最初在T 型加劲肋端部的梁翼缘附近形成,也就是通过加强节点区使结构塑性铰远离节点区。
2 T 型加劲型梁柱节点试验研究2.1 试验方法及过程本文引用国际上最新表的关于T 型加劲型梁柱节点连接的试验数据[1]验证本文建立的有限元模型的可靠性和有限元计算精度。
钢结构梁柱节点连接性能分析在建筑行业中,钢结构梁柱节点连接是非常重要的,在建筑行业中经常应用到,连接点对整个结构的稳定起到至关重要作用,刚结构梁柱节点连接影响整个工程质量的重要因素之一,本论文从不同方面阐述钢结构梁柱节点连接性能,希望能为建筑行业中研究钢结构梁柱节点连接性能分析学者提供理论参考,为建筑行业施工过程中起到理论指导作用。
标签:钢结构;梁柱连接节点;性能分析在建筑行业中,钢结构具有很大优点,比如强度高、施工速度快,面积小计工业化程度等。
其与传统的混凝土结构进行比较具有环保,现在人人都应该具有环保意识,环保涉及千家万户是国家与政府都重视的大事。
钢结构梁柱节点连接,对整个施工质量都有很大影响,连接节点具有应载重力,其性能直接影响结构体系的刚度,本论文主要从不同层面介绍钢结构梁柱节点连接性能,有助于提高建筑施工的质量。
1 连接结构发展历程1.1铆钉连接在建筑行业初期,19世纪初期,铆钉连接是钢结构的主要连接方式,当时劳动力的费用很低,一般采用多种结构的连接方式。
铆钉连接连接方式主要有2种连接方式,T型连接及角钢连接,其如图1所示:1.2 高强螺栓隨着科技发展,到19世纪中后期,高强螺栓逐步代替梁柱铆钉连接,其基本原理与铆钉连接类似,其核心就是保护层用防火材料进行替代,对建筑物防震有一定保障,连接节点的非弹性变小,工程师为了减少建筑结构的质量,节点结构在建筑设计中进行补充,这些变化经过实践也不很适合建筑行业的要求,在由于连接方式与铆钉连接相似,高强螺栓应用时间不长,其理论研究资料不多,在建筑行业应用领域不广泛。
1.3栓焊混合连接栓焊混合连接在1960年~1970年在建筑行业中应用比较多,实际工程中多数采用梁翼缘与柱子翼缘全熔透焊接、梁腹板与柱翼缘螺栓连接的方式,这就是栓焊混合连接应用的基本模式,在梁柱节点连接中起到一定作用,这也是科技水平发展到一定阶段产物,也是建筑行业发展的需求。
我国建筑行业在1988年建立建筑行业中统一标准,栓焊混合连接的应用得到认可,其技术中引用新技术,对栓焊混合连接技术进一步提升,对建筑行业质量起到保障作用,在节点连接,起到稳固建筑物,提高连接性能具有一定保障作用。
钢结构加劲肋小结陈绍蕃《钢结构稳定设计指南》第三版7.4.1介绍了钢结构的加劲肋设计:加劲肋是保障板件不失稳的一项重要手段。
加劲肋的具体作用是在板件屈曲时保持挺直,从而对板件提供一条支撑边。
加劲肋必须设置在适当的位置,并具有足够的刚度和截面积,才能起到应有的作用。
均匀受压的板设置纵向加劲肋,位置设置在板宽度的中央,或者把板宽度分成三个或者更多的等分。
受弯的板在受压区设置纵向加劲肋,并偏向应力较大的一边。
受剪构件,可以设置纵向或者横向加劲肋。
加劲肋的设置类型(纵向、横向以及短加劲肋)和设置位置,是与板的屈曲破坏模式息息相关的:对于均匀受压板,屈曲失稳形态为沿着纵向形成一个或者若干个半波,如下图所示这样的失稳形态,设置纵向加劲肋当然效果做好,纵向加劲肋穿过失稳半波,加劲效果最好,而假横向加劲肋,则几乎没有效果。
受弯的板件(不均匀压力作用)板件一端受压一端受拉,失稳波形为在受压区附近的鼓曲变形,下图所示所以需要将纵向加劲肋加在受压区并靠向压应力较大的一边。
受剪板件的屈曲失稳波形为斜向45°左右的鼓曲变形,这样的变形,纵向或者横向加劲肋都会提高屈曲临界应力。
综上,加劲的设置位置,都是在受压区,是为了提高受压板件的屈曲临界应力,抑制屈曲变形。
《钢结构设计规范》GB50017-2003,4.3.6中,对于加劲肋的外伸宽度和厚度都做了具体的规定:在具体的钢结构设计过程中,我们经常会画如下图所示的节点:这样的节点,需要如何套用《钢结构设计规范》GB50017-2003,4.3.6条的板厚要求?15-15剖面的14mm厚的板子,与翼缘焊接区域长度为179mm,自由悬挑部分长度为110mm,如果按照 4.3.6条厚度的要求,板要做成(179+110)/15=20mm厚,还是做成179/15=12mm厚?15-15剖面的14mm厚的板子,支撑条件为一边全部简支,一边完全自由,另外两边有一部分简支一部分自由的板件,受力方式可以转化为在翼缘受集中压力和弯矩的剪弯构件,所以厚度的限制,应该取与翼缘焊接部分的长度179mm,板厚最少要做到12mm是比较合理的!。