循环载荷下方钢管柱螺栓连接节点抗冲击性能研究

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作者 乔光华 高曼 +1 位作者 郭子龙 戚福周 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期53-58,共6页

在循环载荷作用下,由于疲劳或应力集中,螺栓会发生松动或断裂,使节点的连接强度和稳定性降低,导致整体结构的稳定性和安全性受到威胁。为提高方钢管柱螺栓连接节点的抗冲击能力,制备了3种不同类型的连接节点试件(单向螺栓/单向螺栓柱拼... 在循环载荷作用下,由于疲劳或应力集中,螺栓会发生松动或断裂,使节点的连接强度和稳定性降低,导致整体结构的稳定性和安全性受到威胁。为提高方钢管柱螺栓连接节点的抗冲击能力,制备了3种不同类型的连接节点试件(单向螺栓/单向螺栓柱拼接节点、单向螺栓/高强螺栓柱拼接节点、对穿螺栓/高强螺栓柱拼接节点)。用高精度落锤试验装置对3组试件分别施加40、80、120 kg的循环载荷。结果表明:对穿螺栓/高强螺栓柱拼接节点试件在单次冲击载荷和长期循环冲击载荷下均表现出最强的抗冲击性能,具有优异的承载能力和能量吸收能力,以及较小的累积塑性应变。对穿螺栓/高强螺栓柱拼接节点的建筑结构的安全性和稳定性较好。 展开更多

关键词 循环载荷 方钢管柱 螺栓连接节点 抗冲击性能 峰值载荷

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Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点弯矩分配系数

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作者 李盛 贾云翔 +3 位作者 郭铮 吕文达 于本田 李林 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期59-71,共13页

为探究Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点翼缘和腹板的弯矩比,通过对3种腹板螺栓布置形式的Ⅱ型截面双层组合梁连接节点接触面滑移特征和力学传递机理的分析,进行Ⅱ型截面组合梁螺栓连接节点弯矩分配系数研究。结果表明:组合梁摩擦... 为探究Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点翼缘和腹板的弯矩比,通过对3种腹板螺栓布置形式的Ⅱ型截面双层组合梁连接节点接触面滑移特征和力学传递机理的分析,进行Ⅱ型截面组合梁螺栓连接节点弯矩分配系数研究。结果表明:组合梁摩擦型螺栓连接节点滑移和力学传力过程可分为翼缘外接触面未完全滑移和完全滑移以及翼缘内接触面完全滑移3个阶段;组合梁摩擦型螺栓连接节点接触面承担弯矩与无连接板截面弯矩之和等于该梁截面处的理论弯矩,腹板接触面承担的弯矩主要由其上的水平摩擦力承担;摩擦型螺栓连接节点接触面上的摩擦力随节点滑移而重新分配,腹板螺栓布置形式对连接节点弯矩分配系数影响明显;根据推出的组合梁摩擦型螺栓连接节点的弯矩分配系数计算式所得结果与数值模拟结果吻合良好,最大误差为7.13%,该计算可用于优化螺栓连接设计。 展开更多

关键词 Ⅱ型截面双层组合梁 摩擦型螺栓连接节点 滑移 弯矩分配系数

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单向载荷下建筑用方钢管柱螺栓连接节点的抗冲击性能 被引量：3

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作者 郑小艳 路晓明 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期53-58,共6页

用高强螺栓与Q345B钢制备方钢管柱螺栓连接节点试件,分别施加80、120、160 kN的预紧力,制成3种不同预紧力的连接节点试件。通过落锤冲击试验对试件施加单向载荷,并进行承载力与耗能测试,分析单向载荷下方钢管柱螺栓连接节点的抗冲击性... 用高强螺栓与Q345B钢制备方钢管柱螺栓连接节点试件,分别施加80、120、160 kN的预紧力,制成3种不同预紧力的连接节点试件。通过落锤冲击试验对试件施加单向载荷,并进行承载力与耗能测试,分析单向载荷下方钢管柱螺栓连接节点的抗冲击性能。结果表明:当单向载荷冲击速度较大时,试件的冲击力、位移均增大;其中,施加160 kN预紧力的试件的冲击力与位移始终较低,且冲击持续时间较短,具有良好的抗冲击效果;当试件经单向载荷冲击后,3组试件的极限承载力均有所降低,但施加160 kN预紧力的试件的承载力与耗能较高。因此得出,施加160 kN预紧力的方钢管柱螺栓连接节点抗冲击性能最优,更适用于高层建筑钢结构。 展开更多

关键词 单向载荷 钢结构 方钢管柱 螺栓连接节点 抗冲击性能 冲击速度

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横向振动作用下螺栓连接节点松动规律数值模拟 被引量：4

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作者 赵卫平 常昊坛 +2 位作者 籍春雷 郭新锁 何宇翔 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期61-69,88,共10页

输电铁塔螺栓连接节点因常常受到横向往复荷载作用发生松动,从而导致输电铁塔的损害。目前许多在紧固件振动试验机上进行的单个螺栓试验与有限元研究因螺栓约束条件问题并不适用于角钢-螺栓群节点的实际工作情况,针对这一问题在ABAQUS... 输电铁塔螺栓连接节点因常常受到横向往复荷载作用发生松动,从而导致输电铁塔的损害。目前许多在紧固件振动试验机上进行的单个螺栓试验与有限元研究因螺栓约束条件问题并不适用于角钢-螺栓群节点的实际工作情况,针对这一问题在ABAQUS软件中建立考虑螺纹升角的精细化螺栓模型,根据紧固件试验结果验证有限元模型的适用性,再将螺栓模型推广到复杂的单肢、单包及双包的角钢-螺栓群节点模型,分析螺栓群节点在横向振动荷载下松动机理与预紧力变化过程。分析结果表明:在横向循环载荷作用下,预紧力出现交替的上升与下降;螺纹接触面先于螺头承压面进入滑移状态;螺栓预紧力随摩擦因数、预紧扭矩的增大而降低,随着振动幅值的增大而增大,振动频率对螺栓松动影响不显著;单包与双包节点螺栓松动程度从外侧到内侧逐渐递减,施加预压力在一定程度上可降低螺栓的松动趋势,双肢单包节点螺栓松动程度下降了16.00%~23.24%,双肢双包节点下降了2.63%~3.80%。因此在实际工程要做好对易松动部位螺栓的监测,保证节点的承载能力。 展开更多

关键词 螺栓连接节点 横向振动荷载 螺栓松动 预紧力下降 有限元仿真

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SC梁与CCSHRC柱端板螺栓连接节点试验

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作者 张兴虎 马国文 +1 位作者 马宏伟 姜维山 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2014年第2期51-56,共6页

为了验证钢与混凝土组合梁(SC梁)与高强复合连续螺旋箍约束钢筋混凝土柱(CCSHRC柱)节点的受力机理及抗震性能,对足尺的端板螺栓连接的SC梁与CCSHRC柱节点试件进行了低周反复荷载试验,对节点的抗震受剪承载力进行了分析,并根据试验结果... 为了验证钢与混凝土组合梁(SC梁)与高强复合连续螺旋箍约束钢筋混凝土柱(CCSHRC柱)节点的受力机理及抗震性能,对足尺的端板螺栓连接的SC梁与CCSHRC柱节点试件进行了低周反复荷载试验,对节点的抗震受剪承载力进行了分析,并根据试验结果得到了节点核心区抗震受剪承载力的计算公式。结果表明:组合节点受力合理,破坏前梁端形成明显的塑性铰,同时由于高强螺栓预压力的存在以及钢板箍的约束作用,使得核心区混凝土处于三轴受压应力状态,抗震受剪承载力显著提高,大大改善了节点区的抗剪能力,同时也增大了节点的刚度,所得抗震受剪承载力的计算公式可供实际工程参考。 展开更多

关键词 SC梁 CCSHRC柱 螺栓连接节点 抗震受剪承载力 低周反复荷载试验

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装配式钢筋混凝土框架螺栓连接节点温度场试验研究 被引量：1

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作者 刘维华 王广勇 +1 位作者 苏恒 方淳锟 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2023年第3期328-333,共6页

为了进一步研究装配式钢筋混凝土框架螺栓连接节点的温度场分布规律,首先对预制装配式钢筋混凝土框架螺栓连接节点的温度场分布及发展规律进行了试验研究,然后在温度场试验研究的基础上,通过合理选择材料热工参数以及采取合适的建模方法... 为了进一步研究装配式钢筋混凝土框架螺栓连接节点的温度场分布规律,首先对预制装配式钢筋混凝土框架螺栓连接节点的温度场分布及发展规律进行了试验研究,然后在温度场试验研究的基础上,通过合理选择材料热工参数以及采取合适的建模方法,提出了装配式钢筋混凝土框架螺栓连接节点的温度场理论计算模型,计算结果与试验结果吻合较好,计算模型合理。温度场试验研究表明,与梁柱构件截面相比,节点核心区螺栓升温速度缓慢,温度较低。试验中下侧螺栓温度较高,上侧螺栓温度较低。靠近节点核心区的螺栓温度较低,远离节点核心区的螺栓温度较高。 展开更多

关键词 装配式建筑 钢筋混凝土框架 螺栓连接节点 温度场 有限元分析

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基于小波包能量分析法的螺栓球节点连接区受力监测

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作者 徐菁 苟康康 +1 位作者 刘客 张春巍 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2022年第1期134-142,共9页

针对螺栓球节点在安装、使用过程中连接区受力变化将导致螺栓、套筒等部件破坏,进而发生节点连接失效的问题,利用压电陶瓷传感器,基于小波包能量分析法对螺栓球节点连接区受力监测进行研究.设计并制作一个包含螺栓球节点的缩尺网架模型... 针对螺栓球节点在安装、使用过程中连接区受力变化将导致螺栓、套筒等部件破坏,进而发生节点连接失效的问题,利用压电陶瓷传感器,基于小波包能量分析法对螺栓球节点连接区受力监测进行研究.设计并制作一个包含螺栓球节点的缩尺网架模型.通过对螺栓球节点连接区的套筒施加不同的扭矩,使连接区处于不同的松紧状态,构建不同的连接区受力.将两个压电陶瓷片分别粘贴在中心螺栓球和靠近该螺栓球的杆端,作为激励器和接收器.对接收到的不同扭矩下应力波进行小波包分析,得到相应的应力波能量,通过计算危险指数RMSD,实现对螺栓球节点连接区受力的监测.试验结果验证了小波包能量分析法的有效性、抗噪性和抗干扰性,最终证明基于小波包能量法的螺栓球节点连接区受力状态监测是可行的. 展开更多

关键词 螺栓球节点连接区 受力监测 压电陶瓷传感器 小波包能量分析

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节点刚接与螺栓连接的屈曲约束支撑框架结构抗震性能 被引量：4

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作者 虞爱平 刘祥泰 +2 位作者 毛飞腾 王翠红 邓雪莲 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第32期13853-13859,共7页

为研究刚接和螺栓连接两种不同梁柱节点连接方式的屈曲约束支撑框架(buckling restrained braced frame,BRBF)结构的抗震性能。首先设计了水平分担率分别为20%、30%、40%的8层梁柱节点刚接的BRBF结构(TM模型)为基本的研究模型,然后通过... 为研究刚接和螺栓连接两种不同梁柱节点连接方式的屈曲约束支撑框架(buckling restrained braced frame,BRBF)结构的抗震性能。首先设计了水平分担率分别为20%、30%、40%的8层梁柱节点刚接的BRBF结构(TM模型)为基本的研究模型,然后通过对梁柱节点转换得到相对应的3个8层梁柱节点螺栓连接的BRBF结构(SM模型),运用CLAP软件对模型进行静动力弹塑性分析。结果表明:梁柱节点从刚性连接改为螺栓连接后,结构首层和顶层失效时的最大破坏层剪力降低了1/2,两种模型均表现出中下部楼层变形突出的特征;在地震波作用下,SM模型的层间位移均明显大于TM模型,但两组模型的层间位移均控制在1/50(失效点)以内,且几乎都大于弹性层间位移角1/250,都呈现先增大后减小的规律;TM模型与SM模型的BRB吸收塑性变形能量基本相差不大,且都出现往中下部楼层集中的现象;两组模型滞回曲线饱满,但SM模型的滞回曲线面积大于TM模型,因此地震需求耗能更多。 展开更多

关键词 屈曲约束支撑框架(BRBF)结构 节点刚接 节点螺栓连接 弹塑性时静力分析 弹塑性时程分析

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新型全螺栓分层装配式节点抗震性能分析 被引量：1

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作者 褚云朋 夏珲 +3 位作者 罗萍 钟燕 杨威 陈敏 《世界地震工程》 北大核心 2023年第4期24-31,共8页

在装配式结构中,梁柱节点连接方式不仅影响装配效率,抗震性能在结构抵抗地震作用中更起到决定性的作用。通过改变节点构造将塑性铰从核心区向梁上发展,提出了一种新型全螺栓分层装配式连接节点,以提高节点抗震性能。采用有限元分析软件... 在装配式结构中,梁柱节点连接方式不仅影响装配效率,抗震性能在结构抵抗地震作用中更起到决定性的作用。通过改变节点构造将塑性铰从核心区向梁上发展,提出了一种新型全螺栓分层装配式连接节点,以提高节点抗震性能。采用有限元分析软件建立新型全螺栓分层装配式节点模型,通过与试验结果对比确定方法的有效性。分析了方钢管柱壁厚、节点域翼缘厚度、内套筒壁厚和内套筒凸起高度等参数对节点抗震性能的影响规律。获得节点破坏过程和破坏模式,并得到滞回性能、刚度和强度退化等抗震特性,为新型全螺栓分层装配式节点的设计提供了可靠依据。 展开更多

关键词 全螺栓连接节点 有限元参数化分析 破坏模式 抗震性能

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新型分层装配式节点钢框架地震易损性分析 被引量：1

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作者 褚云朋 肖雅馨 +2 位作者 罗萍 钟燕 陈雪琴 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2024年第1期103-114,共12页

为提高装配式钢框架的装配效率,结合节点抗震性能要求,提出一种新型全螺栓分层装配式节点。对新型和传统两类节点进行抗震性能试验研究,并把节点参数引入整体框架模型中,采用SAP2000建立两类框架模型并进行增量动力分析。考虑基于层间... 为提高装配式钢框架的装配效率,结合节点抗震性能要求,提出一种新型全螺栓分层装配式节点。对新型和传统两类节点进行抗震性能试验研究,并把节点参数引入整体框架模型中,采用SAP2000建立两类框架模型并进行增量动力分析。考虑基于层间位移角的单参数损伤模型和基于变形与累积耗能的双参数损伤模型,定义结构性能水准限值并划分破坏等级,对结构进行地震易损性分析。结果表明:在单、双参数损伤指标下,新型节点框架的易损性曲线都包络于传统节点钢框架的易损性曲线内,且新型节点框架的抗倒塌储备系数更大,说明采用新型节点能降低结构在各破坏状态下的失效概率,提高框架的抗倒塌能力;在LS1、LS2极限状态下结构基于单参数损伤指标的峰值加速度中位值比基于双参数损伤指标下的峰值加速度中位值小,在LS3、LS4极限状态下则相反,说明累积耗能对结构抗震性能评估影响明显,结合双参数损伤指标能更好地预测结构的损伤程度;新型节点框架在单、双参数损伤模型下的倒塌储备系数均高于传统框架,说明新型框架的抗倒塌储备能力更高,有利于结构抗震。 展开更多

关键词 分层装配式钢框架 全螺栓连接节点 损伤模型 易损性分析

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夹芯复合材料板架强度试验及典型节点疲劳试验验证研究

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作者 李功荣 谌伟 +2 位作者 邱屿 雷加静 何其健 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期107-113,共7页

[目的]夹芯复合材料在船舶结构中的应用日益广泛,为保证结构的强度特性,夹芯复合材料结构与钢质主船体之间通常采用螺栓连接,但由于孔周围的局部应力集中及连接位置的边界效应,螺栓连接位置通常为结构最危险的位置,需要进行强度及疲劳... [目的]夹芯复合材料在船舶结构中的应用日益广泛,为保证结构的强度特性,夹芯复合材料结构与钢质主船体之间通常采用螺栓连接,但由于孔周围的局部应力集中及连接位置的边界效应,螺栓连接位置通常为结构最危险的位置,需要进行强度及疲劳校核。[方法]针对一实尺度钢-夹芯复合材料板架结构,通过试验方法和有限元方法对板架在0.1 MPa均布载荷作用下的强度特性进行研究。通过对比试验测量与有限元计算的结果验证有限元方法的计算精度。基于有限元方法,通过结构应力等效的方式,设计两个等效疲劳试验节点,通过试验方法对钢-夹芯复合材料结构的疲劳寿命进行考核验证。[结果]研究发现,该板架结构在设计载荷下的疲劳寿命满足500万次循环的设计要求。[结论]对于大型螺栓连接结构的疲劳问题,可设计等效节点进行疲劳试验,通过结构应力等效的方式进行载荷等效。 展开更多

关键词 夹芯复合材料 螺栓连接节点 疲劳试验 强度试验

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节点连接方式对BRBF结构抗震性能的影响研究 被引量：1

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作者 虞爱平 毛飞腾 +2 位作者 刘祥泰 王翠红 陈宣东 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2022年第6期15-21,共7页

梁柱节点刚接形式在工程抗震结构上应用较为广泛,但不可拆卸,不易于现场施工,螺栓连接具有结构简单、连接可靠、装卸方便等优点,在一定程度上可以替代刚接。为了探究梁柱节点连接方式对于屈曲约束支撑钢框架(BRBF)结构抗震性能的影响,... 梁柱节点刚接形式在工程抗震结构上应用较为广泛,但不可拆卸,不易于现场施工,螺栓连接具有结构简单、连接可靠、装卸方便等优点,在一定程度上可以替代刚接。为了探究梁柱节点连接方式对于屈曲约束支撑钢框架(BRBF)结构抗震性能的影响,设计了梁柱节点连接方式分别为刚接和螺栓连接,屈曲约束支撑BRB水平力分担率β分别为20%、30%、40%的6个研究模型,利用CLAP软件分析了各个模型的塑性铰形成顺序以及7条地震波在峰值加速度分别为400cm/s2、620cm/s2时的最大层间位移、最大层剪力和塑性能力。结果表明:各模型最大层间位移均控制在1/250~1/50范围内,梁柱节点由刚接转变为螺栓连接后,最大层间位移增大,当地震峰值加速度为600cm/s2时,相同β值的2种连接模型的最大层间位移相差分别为1.54、2.26、1.47cm;螺栓连接的耗能减震效果比刚接模型更好,且随着地震峰值加速度的增大,螺栓连接节点发挥出其耗能减震的效果越明显。 展开更多

关键词 BRBF结构 节点刚接 节点螺栓连接 抗震性能

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高强钢在工程结构中的应用进展 被引量：26

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作者 罗永峰 王熹宇 +1 位作者 强旭红 刘晓 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B07期134-141,共8页

当前,高强钢已经在工程中得到应用,并取得良好效果.然而,由于相关的研究还不够深入,在一定程度上制约了其应用和发展.本文首先介绍了高强钢在国内外工程结构中的应用状况;然后总结了高强钢结构关键问题的研究成果,着重介绍了高强钢螺栓... 当前,高强钢已经在工程中得到应用,并取得良好效果.然而,由于相关的研究还不够深入,在一定程度上制约了其应用和发展.本文首先介绍了高强钢在国内外工程结构中的应用状况;然后总结了高强钢结构关键问题的研究成果,着重介绍了高强钢螺栓连接节点力学性能的研究成果;最后指出了高强钢螺栓连接节点的研究需要着重考虑的几个问题.现有的研究表明,高强钢螺栓连接节点具有较好的受力性能及延性,而现有规范不完全适用于此类节点的设计,尤其对于节点转动能力的估计等偏于保守,不利于此类节点的应用,进而也不利于高强钢结构优势的发挥. 展开更多

关键词 高强钢 应用 螺栓连接节点 研究进展

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FRP-钢复合板剪力墙力学性能试验研究 被引量：4

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作者 郝际平 冯啸天 于金光 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期1-14,共14页

为进一步提高钢板剪力墙的力学性能,文章将纤维增强复合材料(FRP)引入钢板剪力墙结构体系中,形成一种FRP-钢复合板剪力墙结构。复合板提升的拉力场效应,增加墙-框连接节点的设计难度,受剪墙板在框架-墙板连接节点部位容易发生局部破坏... 为进一步提高钢板剪力墙的力学性能,文章将纤维增强复合材料(FRP)引入钢板剪力墙结构体系中,形成一种FRP-钢复合板剪力墙结构。复合板提升的拉力场效应,增加墙-框连接节点的设计难度,受剪墙板在框架-墙板连接节点部位容易发生局部破坏。为解决这一问题,提出增强复合板螺栓连接节点抗剪设计与构造方法,并通过9个复合板螺栓连接节点抗剪试验,探究复合板螺栓连接的破坏模式,验证设计方法的有效性。为验证采用增强复合板螺栓连接节点的FRP-钢复合板剪力墙的抗震性能,完成2个1/3缩尺的单层单跨钢板剪力墙试件的拟静力试验,墙板分别采用复合板和纯钢板,为充分发挥FRP的受拉承载能力,在钢板两侧沿对角度方向各粘贴一层单向CFRP纤维布,两层布的纤维相反方向布置,在墙-框节点连接区采用增强复合板螺栓连接节点,通过对比探究复合板剪力墙的抗震性能指标、破坏顺序和破坏模式。研究表明,墙-框复合板螺栓连接节点铺设CFRP能够提高节点抗剪承载能力,其中增设CFRP 90°铺层能够改善只有45°铺层复合板承载力的突降,提高节点的延性。复合板剪力墙表现出明显的三阶段受力特征:弹性阶段(阈值层间位移角0.4%),前期承载力由弹性模量控制,随后逐渐转变为屈曲强度控制,提升作用随位移增大逐渐降低;塑性阶段(阈值层间位移角1.5%),FRP对钢板的承载力和刚度实现明显的增强作用,呈现上升趋势,同时提升了钢板墙的耗能能力,控制了墙板的面外变形,承载力最大提升30%,刚度最大提升31%;破坏阶段(阈值层间位移角3%),FRP对钢板的承载力和刚度提升作用逐渐降低,随后FRP断裂,复合板剪力墙退化为纯钢板剪力墙结构。 展开更多

关键词 FRP-钢复合板剪力墙 螺栓连接节点 抗剪承载力 抗震性能 设计方法

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栓焊钢桥3种典型细节的疲劳损伤试验 被引量：3

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作者 淳庆 邱洪兴 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期500-504,共5页

为了研究搭接节点、不承载角焊缝节点、摩擦型高强螺栓连接节点这3种典型栓焊钢桥细节的疲劳损伤演化规律,采用MTS疲劳试验机和正弦波加载的方法研究了这3种细节的损伤程度与循环比之间的关系,共进行了4个单面盖板搭接节点、2个不承载... 为了研究搭接节点、不承载角焊缝节点、摩擦型高强螺栓连接节点这3种典型栓焊钢桥细节的疲劳损伤演化规律,采用MTS疲劳试验机和正弦波加载的方法研究了这3种细节的损伤程度与循环比之间的关系,共进行了4个单面盖板搭接节点、2个不承载角焊缝节点和2个摩擦型高强螺栓连接节点的疲劳试验,建立了这3种典型细节基于Chaboche疲劳损伤模型的损伤演化方程:单面盖板搭接节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.1970]0.1779;不承载角焊缝节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.01606]0.01858;摩擦型高强螺栓连接节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.01147]0.02153,可用于栓焊钢桥的疲劳寿命预测. 展开更多

关键词 栓焊钢桥 搭接节点 不承载角焊缝节点 摩擦型高强螺栓连接节点 损伤演化方程

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