矩形钢管混凝土梁柱节点与钢梁节点受力性能的对比研究
矩形钢管混凝土柱受力性能关键影响参数研究进展
摘 要：介绍了国内外矩形钢管混凝土柱受力性能关键影响因素的研究进展，主要包括钢管板件局部屈曲行为、混凝土横向约束
效应、加劲肋设置、钢管和混凝土间的界面抗剪强度及混凝土的收缩和徐变五个方面，指出了矩形钢管混凝土柱需进一步研究的
方向。
关键词：矩形钢管混凝土柱，局部屈曲，约束效应，加劲肋
中图分类号：ＴＵ３９８．９
和残余应变的影响，提出了焊接钢管混凝土柱弹塑性局部屈曲板 件宽厚比限值的计算方法。建议发展全截面塑性焊接截面的板 件宽厚比限值为 ６０。郭兰慧等［６］研究了初始几何缺陷、残余应力
偏压和轴压情况下，设置直肋薄壁钢管混凝土柱比普通薄壁钢管 混凝土柱的极限承载力有较大提高。黄宏等［１８］研究了带肋方钢 管混凝土柱受力性能。带肋构件对混凝土的约束作用主要集中
及钢板屈曲后强度对填充混凝土钢管的影响。钢管混凝土柱板 在钢管角部和加劲肋处，随着每边加劲肋数量的增加，角部约束
件宽厚比小于 ５０时，可不考虑局部屈曲对承载力的影响，当板件 力明显增大。加劲肋的设置增加了管壁平面外支撑点，减小了管
宽厚比大于 ５０后需考虑局部屈曲对构件承载力的降低。
壁 鼓 曲 的 横 向 变 形 值，增 强 了 核 心 混 凝 土 与 管 壁 之 间 的 相 互 作
文献标识码：Ａ
０ 引言
变。当混凝土达到 ０．９５倍极限抗压强度时体积应变迅速增加，
矩形钢管混凝土柱 （ＲｅｃｔａｎｇｕｌａｒＣｏｎｃｒｅｔｅＦｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌＴｕｂｕｌａｒ Ｃｏｌｕｍｎ，ＲＣＦＴＣｏｌｕｍｎ）兼有钢结构与混凝土结构的优点，具有截 面开展、抗弯刚度 大、节 点 构 造 简 单 等 优 点，可 缩 短 工 期、节 约 材 料、减少能耗、降 低 工 程 造 价，已 在 装 配 式 钢 结 构 建 筑 中 广 泛 应 用［１］。
钢管混凝土柱-削弱钢梁节点受力性能研究
考 虑到在 节点 受 力 过程 中 ， 翼 缘 主要 承 受 弯 梁
矩， 而腹板 主要 受 剪 ， 使节 点 受 力 达 到极 限 时 ， 为 梁
柱节 点处 翼 缘 和 腹 板 最 大 应 力 均 能外 移 到 削 弱 截 面 ， 时考虑 施 工 和使 用 的方 便 ， 综 合 图 １ ～ １ 同 可 ｂ ｃ 翼缘 开孔 和 图 ２腹 板 开孔 的形 式 ， 用 图 ３的构 造 采
第３ 卷 第 １ ２ 期
Ｖ０ ． ２ Ｎｏ １ １３ ．
宁 夏 大 学 学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＮｉｇ ｉ ｉｅｓｔ （ ｔ ｒｌ ｃｅ ｃ ｉｏ ） ｏ ｒ ａ ｏ ｎ ｘａＵｎｖ ｒ ｉ Ｎａｕ ａ ｉｎ ｅＥｄｔ ｎ ｙ Ｓ ｉ
２ １ 年 ３月 ０１
集 中最 好 的切 割形 式 ， 弧形 切割 面要求较 高 ， 工 但 加 难度大 口 ． ］本文 根据 节点抗 震构 造设计 的需 要 ， 钢 在
框架节 点削 弱梁 端构 造 方 式 研究 的基 础 上 ， 出几 提 种适用 于带 内隔板 方钢 管混凝 土柱 与钢梁 对焊 连接 的“ 弱梁端 ” 削 的构造 形 式 ， 利 用非 线 性 有 限元 方 并 法对各 种削 弱梁端 的节 点进 行单调 和低周 反 复加载 下 的受 力性 能分 析 ， 出加工 难度 小 、 提 刚度 和承 载力 较高 、 性 和耗能 能 力较 好 的新 型 削弱 节 点供 工 程 延
比 ． 果 表 明 ： 类 削弱 方 式 与 狗 骨 式 节 点 的 刚度 和 承 栽 力 均基 本 相 同 ； 性 铰 均 能 外 移 至 削弱 区 域 ； 弱 节 点 表 结 此 塑 削
火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究共3篇
火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究共3篇火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点力学性能研究1火灾是建筑物中最常发生的灾害之一，可能对结构件产生很大的影响。
本文将探讨火灾作用后钢管混凝土柱—钢梁节点的力学性能研究。
随着近年来钢管混凝土结构的广泛应用，钢管混凝土柱—钢梁节点的力学性能一直是研究的热点。
而火灾作用后的钢管混凝土柱—钢梁节点从微观和宏观两个方面受到了很大的影响。
在微观方面，钢管混凝土柱—钢梁节点中的钢筋会因为高温而产生一定程度的软化和塑性韧性降低；混凝土也会因为高温而发生水化反应减弱，失去强度。
因此，这些因素加起来会降低节点连接部位的抗弯刚度和承载能力。
在宏观方面，火灾作用后的节点存在各种不同的破坏模式。
例如，节点可能会出现脆性破坏，也可能会出现韧性破坏。
在脆性破坏情况下，节点连接部位的刚度和承载能力减少很多；而在韧性破坏情况下，节点失去的承载能力主要来自于裂缝扩展和混凝土剥落。
针对以上这些因素，许多研究者进行了广泛的研究。
其中，一些研究聚焦于不同钢管混凝土节点类型的火灾性能，如框架节点、框架—框支节点、框架—剪力墙节点等。
研究发现，这些不同类型的节点在高温下的承载能力和抗弯刚度有很大差异。
此外，一些研究还针对节点的流变性质进行了深入研究。
例如，在环向加载下，钢管混凝土节点的应力、应变关系存在与普通混凝土不同的特点。
这些研究对于理解节点在火灾作用下的力学性能提供了重要的依据。
此外，还有越来越多的研究将数值模拟和实验相结合，以更加深入地了解火灾作用下的节点性能。
数值模拟的方法可以预测节点在高温下的受力变形，并研究节点承载能力和抗震性能等方面的性能。
而实验可以验证这些数值结果，并为数值模拟提供实验数据。
综上所述，火灾作用后的钢管混凝土柱—钢梁节点受到许多因素的影响，包括微观和宏观方面。
人们开展了广泛而深入的研究，以进一步了解这些因素对节点性能的影响，并寻找改进和防范的方法。
这对我们提高设计和防火技术能力、确保建筑物安全具有重要意义。
钢管混凝土柱—钢梁节点连接的研究现状及建议
钢管混凝土柱—钢梁节点连接的研究现状及建议作者：方辉毛中举程宽李佩文肖良丽来源：《中国科技博览》2018年第19期[摘要]钢管混凝土柱常和钢梁连接在一起，共同构成建筑组合结构。
本文主要介绍了钢管混凝土柱-钢梁节点的类型，通过查阅大量文献，对钢管混凝土柱-钢梁节点的研究现状进行了归纳和总结。
最后，对钢管混凝土柱-钢梁节点后续研究提出了一些看法和建议。
[关键词]钢管混凝土柱；钢梁；节点中图分类号：TU398.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）19-0219-011 钢管混凝土柱-钢梁节点的连接形式根据钢管截面形式的不同，下面从圆钢管混凝土与方钢管混凝土两个方面来介绍较常用的节点形式。
1.1 圆钢管混凝土柱-钢梁节点的连接形式圆形截面为较常用的截面形式之一，圆钢管和方钢管有着相同之处——同为封闭的薄壁钢管，研究已有的圆钢管柱的节点形式，对于方钢管柱节点的研究有借鉴意义。
根据构造形式，较常用的圆钢管柱节点可分为以下几种：加强环式节点、锚定式节点、十字钢板式节点等。
（1）加强环式节点这是《钢管混凝土结构设计与施工规范》（CECS28-2012）所推荐使用的节点形式，也是运用的最成熟的节点形式，根据钢管混凝土柱直径大小的不同分为内加强环和外加强两种。
当钢管混凝土柱的直径较小时采用外加强环式节点，在梁的上下翼缘位置设置上下加强环，与梁相连后可传递弯矩，在上下环板之间焊一竖向肋板传递梁端剪力，如图1所示。
外加强环与钢管外壁应采用全熔透焊缝连接，外加强环与钢梁应采用栓焊连接。
钢管混凝土柱的直径较大时采用内加强环式节点，钢管混凝土柱和钢梁连接时，在正对钢梁上下翼缘位置，管柱内焊接加强环。
（2）锚定式节点锚定式节点是在钢管内正对钢梁上下翼缘处各焊接一个T形锚定板，埋于核心混凝土内，以承受梁翼缘传来的拉力，剪力的传递则依靠梁腹板的竖直焊缝。
（3）十字钢板式节点十字钢板式节点是在钢管内设置十字加劲板以提高节点区的整体刚度和承载力，如图2所示。
矩形钢管混凝土柱—钢梁节点受力性能分析
矩形钢管混凝土柱—钢梁节点受力性能分析钢管混凝土结构因其优异的性能被广泛的应用在工程实际中,而节点作为结构中一个关键部位,对结构的安全和稳定发挥着重要的作用。
本文基于ABAQUS 有限元模拟的方式,对矩形钢管混凝土内隔板节点(普通节点和翼缘削弱型节点)的力学性能进行了研究,并提出节点域的抗剪承载力计算表达式。
主要工作和成果如下:(1)利用ABAQUS软件对文献试验中方钢管混凝土柱-钢梁节点进行了有限元模拟,并就骨架曲线、节点破坏形态进行了模拟数据与试验结果对比,吻合较好。
应用验证的建模方法建立内隔板普通节点,分析了节点抗剪受力过程和荷载作用下节点应力变化规律。
(2)分别对内隔板普通节点和翼缘削弱型节点(RBS节点)在单调和循环荷载下的力学性能进行了比较分析,结果表明:RBS节点的抗剪承载力较内隔板普通节点下降明显,耗能能力和刚度退化影响不大,但RBS节点的延性性能更好。
研究了核心区高径比、套箍系数、材料强度和轴压比对普通节点抗剪能力的影响,同时还分析了3个削弱参数对RBS节点抗剪的影响,并对参数削弱尺寸范围给出了设计建议。
(3)建立节点域直接剪切模型,通过数值模拟与理论推导相结合的方式,在对节点各抗剪构件承载力计算的基础上,综合提出了节点最终抗剪承载力计算表达式,对比表达式计算结果与模拟结果表明本文提出的表达式较为准确的计算了节点的抗剪承载力,从而为工程应用提供了一定的设计依据。
钢管混凝土柱与钢梁节点性能研究
钢管混凝土柱与钢梁节点性能研究张燕1，李政2（1.河套学院，内蒙古巴彦淖尔015000；2.杭锦后旗自然资源局，内蒙古鄂尔多斯015400）一、引言随着我国高层、超高层建筑技术的迅速发展，钢管混凝土结构因其承载力高、塑性和韧性好、制作和施工方便、耐火性能较强、经济效果较好而发展迅速[１]。
由于梁柱节点是各种力的交汇之处，节点受力模式较一般构件更为复杂，特别是在地震的作用下，节点的受力更为复杂，而且节点联系着多个构件，故其失效的后果更为严重，因此，节点受力是否合理直接关系到结构的安全可靠性。
本文本着这一目的进行了试验研究。
二、试验概况（一）试验方法本试验采用拟静力试验方法对矩形钢管混凝土柱与钢梁外加强环式节点进行抗震性能研究。
进行结构的拟静力试验，主要目的是，在考虑地震的作用时，确定结构构件的恢复力计算模型，通过试验测得滞回曲线，由滞回曲线所包围的面积求得结构的等效阻尼比，从而可以衡量结构的耗能能力，同时在分析计算中还可得到骨架曲线，由上面的数据可以判断和鉴定结构的抗震性能。
（二）试件设计与制作试验选取框架中的边中柱节点，钢梁和钢管混凝土柱的长度都取到其反弯点处，再按一定的比例缩放，比例取为1∶3。
四个试件的节点都采用外加强环式节点[３]，试件参数见表1。
（三）试验装置和加载制度本试验采用拟静力试验方法进行加载。
根据《建筑抗震试验方法规程》[６]（JGJ101-96），采用控制位移和控制力的混合加载法。
试验进行时，将竖向荷载逐级加到预定值，之后保持竖向荷载不变，水平荷载采用荷载———位移混合控制的加载制度。
三、试验结果及分析（一）骨架曲线骨架曲线能够反映结构的强度、变形性能，它是取荷载———位移曲线每一加载级第一循环峰值点连成的曲线[３]。
图1所示为SJ1、SJ2、SJ3及SJ4的骨架曲线。
由图可以看出，当荷载达到极限荷载后，我们发现试件仍然有良好的延性和后期变形能力。
（二）耗能性能耗能能力是衡量结构抗震性能的重要指标，常用等效粘滞阻尼系数h e 衡量结构的能量耗散能力[８]。
钢梁——型钢混凝土柱节点的力学性能研究及有限元分析的开题报告
钢梁——型钢混凝土柱节点的力学性能研究及有限元分析的开题报告一、研究背景随着建筑结构的发展和创新，钢-混凝土组合结构已广泛应用于高层建筑、大跨度桥梁等工程领域。
钢梁与混凝土柱的节点作为结构的重要组成部分，其力学性能研究对于保证结构的安全性和可靠性具有重要意义。
因此，本研究将围绕着钢梁与型钢混凝土柱节点的力学性能展开深入探究。
二、研究目的本研究的主要目的是研究钢梁与型钢混凝土柱节点的力学性能，包括节点的承载能力、变形性能、应力分布等。
通过理论分析和有限元模拟，获得更加准确有效的结构力学性能参数，为结构设计和优化提供科学依据。
三、研究内容1. 钢梁与型钢混凝土柱节点的受力分析与计算；2. 计算节点的承载能力和变形性能；3. 分析节点的应力分布规律；4. 基于有限元方法进行节点力学性能模拟并与理论计算结果进行比较分析。
四、研究方法本研究将采用力学理论分析和有限元模拟相结合的方法，首先通过理论计算分析钢梁与型钢混凝土柱节点的力学性质，并比较不同节点尺寸和材料等参数的影响。
接着，使用ANSYS等有限元分析软件进行节点力学性能模拟，并对模拟结果进行验证和分析。
五、研究意义本研究将对于钢梁与型钢混凝土柱节点的力学性能提供深入探究和分析，为结构设计和优化提供科学依据。
同时，本研究可为该领域的进一步研究提供参考依据和方向，促进结构理论及工程设计发展。
六、研究进度安排1. 文献调研及综述写作（2周）；2. 理论分析及计算研究（3周）；3. 有限元模拟及结果分析（4周）；4. 论文撰写及修改（3周）；5. 答辩准备和展示（1周）。
七、预期成果本研究预期能够获得的主要成果包括：结构力学性能理论计算结果、有限元模拟结果对比分析、结论及建议等。
同时，在该领域的研究还可为相关领域提供借鉴意义，推动工程设计理论的不断发展。
矩形钢管混凝土柱梁节点力学性能及试验研究
矩形钢管混凝土柱梁节点力学性能及试验研究矩形钢管混凝土柱-钢梁组合结构体系已经广泛应用于抗弯刚架中。
本文首先回顾了矩形钢管混凝土柱梁节点的发展历程。
矩形钢管混凝土柱梁节点的研究可以分为三个阶段。
第一阶段追溯到二十世纪六十年代末,当时抗弯钢刚架被认为是最具延性的体系之一。
第二阶段从二十世纪九十年代中期延伸到二十一世纪初。
北岭地震和阪神地震改变了对节点的传统认识,学者开始更多关注节点的抗震性能。
在之后的第三阶段,提出和研究了不同形式的节点。
本文对4个隔板贯通节点、2个新型内隔板节点和1个长挑出厚壁型隔板贯通节点进行了低周反复加载试验研究。
主要的试验参数包括:隔板形状,过焊孔尺寸,水平加强板,梁腹板和柱壁连接形式。
分析了不同荷载步下的强度、刚度、延性、耗能能力和应变分布情况。
研究表明,试验节点具有良好的抗震性能,能应用于普通或中等组合抗弯刚架。
研究了轴力或剪力作用下隔板贯通节点的性能。
提出了基于组件法的轴力作用下隔板贯通节点的强度计算公式。
强度模型确定了柱壁的刚体变形模式,考虑了薄膜效应和应变硬化,通过虚功原理得到计算公式。
确定了屈服变形和极限变形的手算方法。
荷载-位移曲线包括三部分:第一段代表弹性阶段,第二段强化阶段,第三段水平线延伸到破坏点。
提出的模型与大量试验结果对比吻合。
节点抗剪模型根据简化的三线性剪力-变形关系提出,提出理论方法计算钢管屈服时混凝土受压柱的剪切强度。
同时,模型考虑了核心区钢框架的贡献。
屈服强度和极限强度的理论值和试验值均吻合。
隔板贯通节点也是箱形梁和矩形钢管混凝土柱连接的好选择。
本文提出两个数值模型,分别计算箱型梁和核心区的剪切刚度和剪切强度。
理论结果和试验数据对比吻合。
最后,提出设计准则来验算节点强度。
方钢管混凝土柱-型钢梁加强节点性能研究的开题报告
方钢管混凝土柱-型钢梁加强节点性能研究的开题报
告
一、项目背景及研究目的
随着城市化进程的加快，钢筋混凝土结构在建筑设计中得到越来越广泛的应用。
在结构加固或者改造过程中，提高结构的承载能力是一项重要的工作。
在构件加固中，节点是一种常见的损伤部位。
本研究旨在探讨方钢管混凝土柱与型钢梁加强节点的性能问题，通过比较不同加固方案的节点性能，为结构加固设计提供理论依据。
二、主要研究内容
1.研究方钢管混凝土柱型钢梁加强节点加固方式；
2.对比分析不同加固方案的结构性能和经济性；
3.使用有限元软件对节点进行模拟分析；
4.进行节点试验,验证有限元分析结果。
三、论文结构
第一章：绪论
1.研究背景及意义；
2.国内外相关研究现状；
3.本研究的主要内容和结构。
第二章：节点加固方案设计
1.方钢管混凝土柱与型钢梁节点受力特点；
2.加固方案的设计原理；
3.不同加固方案的设计及比较。
第三章：有限元模拟分析
1.有限元分析的基本原理；
2.建立方钢管混凝土柱型钢梁节点的有限元模型；
3.有限元分析结果的分析与讨论。
第四章：节点试验研究
1.试验准备；
2.试验方案设计；
3.试验结果的分析和比较。
第五章：结论
对比不同加固方案后得到的结论以及未来研究优化方向。
四、预期研究结果
通过本研究，提出不同的节点加固方案，通过有限元分析和节点试验的方法，比较不同加固方案的效果，最终选择最优节点加固方案。
同时，为方钢管混凝土柱与型钢梁节点加固提供设计指导，为类似结构的加固提供有益的参考。
矩管混凝土柱H型钢梁新型连接节点抗震性能研究
矩管混凝土柱H型钢梁新型连接节点抗震性能研究摘要：通过对所提出的方钢管混凝土柱H型钢梁楔形箱型节点进行抗震性能研究，利用ABAQUS分析了矩管柱的宽厚比、混凝土强度以及轴压比对节点滞回性能的影响。
结果表明：影响节点受力性能的主要因素是矩管的宽厚比，在一定范围内提高矩管厚度会提高节点的承载能力和刚度。
同时给出了矩管混凝土柱H型钢梁楔形箱型节点抗剪承载力简化计算式。
关键词：钢管混凝土柱；梁柱节点；有限元；抗震性能；非线性分析1 概述近年来，矩管混凝土柱H型钢梁框架结构已广泛应用于高层建筑中。
常规的矩管混凝土柱与H型钢梁的内隔板节点需要在柱内焊接内隔板，施焊要求高，内隔板上开孔，浇筑混凝土不便且不易控制浇筑质量；常规柱梁连接的外环板连接需在柱外焊接环板，环板尺寸大，影响美观且不便于建筑装饰处理。
本文提出了一种适用于矩管混凝土柱与H 型钢梁连接的楔形箱型外联式创新型节点。
该节点取消了内隔板，楔形箱型牛腿在工厂焊于柱，然后与H型钢梁进行拼接，节点形式见图1。
a—节点立面；b—节点平面。
图1 楔形箱型节点构造目前，Heidari针对腋板加强节点进行了研究，发现非对称加腋连接节点域有小幅的塑性转动，对称加腋没有出现塑性转动，表现在弹性范围，直腋板加腋有较大的塑性转动[1]。
聂建国等建立了方钢管混凝土节点抗剪受力模型，建立了内隔板式方钢管混凝土柱节点的抗剪力学模型，并提出了可用于计算节点抗剪承载力的计算式[2-3]。
薛建阳等对矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点受剪承载力进行了研究，推导出矩形钢管混凝土异形柱-钢梁框架节点的抗剪计算式[4]。
刘晓刚等对比分析了AIJ 规范计算式、Fukumoto 方法和 Nishiyama 方法对钢管混凝土柱与钢梁连接节点的计算结果[5]。
同时，对特殊类型节点的核心区受剪设计，也给出了修正计算式。
本文提出了新型矩管混凝土柱与H型钢梁楔形箱型外联式节点，并针对该节点进行了循环往复荷载作用下的滞回性能数值模拟研究，研究了矩管柱宽厚比、轴压比、混凝土强度对节点抗震性能影响，以期获得该节点的抗震力学性能，并进一步研究了该节点的抗剪承载力计算方法，为该节点的应用提供设计建议。