摘要：电弧增材制造(WAAM)技术在结构工程领域有着广泛的应用前景,具有生产效率高、设备成本低、材料利用率高和环境可持续性等优点。为了探究WAAM碳钢t形件连接节点的力学性能,设计一系列共12组由WAAM碳钢t形件、高强钢(HSS)t形件和高强螺栓组成的连接节点试件,通过试验研究螺栓线位置与螺栓排列方式对试件初始刚度、破坏模式及极限承载力的影响。采用三维激光扫描技术测量WAAM碳钢t形件相关几何参数,采用数字图像相关技术(DIC)辅助测量了t形件连接节点在加载过程中的位移响应。结果表明:WAAM碳钢t形件具有较好的力学性能,当螺栓线与腹板翼缘连接处距离减小时,试件的初始刚度与极限承载力均呈上升趋势,而失效模式均为预期的翼缘破坏,且螺栓未发生断裂。通过对比试验结果和现有设计规程计算结果,对相关计算方法的适用性与准确性进行评估,发现现有设计方法高估了试件的初始刚度,对破坏模式的预测较为准确,但对极限承载力的预测偏保守。最后,对已有计算模型进行修正,修正后的计算模型对连接节点极限承载力的预测效果较好。

摘要：t形件单边螺栓连接节点应用到复式钢管混凝土结构中可充分利用双层钢管的截面特点,传力性能好且抗震性能高。对5个节点试件进行柱端水平往复加载试验并进行了数值模拟分析,试验中t形件因加肋方式不同出现了3种变形特征,而节点整体的破坏形态均为t形件屈服后钢梁塑性变形,数值模拟结果与试验结果吻合较好。根据试验和有限元结果分析了节点传力构件的受力机理,提出t形件受拉模型,分别计算t形件翼缘和加劲肋提供的抗弯承载力,从而得到节点的抗弯极限承载力计算公式,计算结果与试验结果误差较小,与数值模拟结果也十分相近。研究结果表明采用t形件受拉模型计算的节点承载力公式适用于t形件与单边螺栓强度相匹配的情况,t形件加肋形式对节点极限承载力影响最大,其次为t形件翼缘厚度,t形件腹板厚度影响很小;此外随着t形件翼缘厚度的增加节点承载力提高越来越小,故得出了单边螺栓直径与t形件翼缘厚度的最大临界值和最佳匹配值,为该节点工程应用提供理论参考和设计依据。

摘要：为研究不锈钢t形件螺栓连接的滞回性能,分别参照JGJ/t 101—2015《建筑抗震试验规程》和FEMA 461设计了两种不同的循环加载制度,开展16个不锈钢(奥氏体型S30408、双相型S22253)t形件和4个普通钢(Q345B)t形件螺栓连接试件的低周循环加载试验,获得了t形件的滞回曲线和破坏形态,得到了t形件在循环荷载作用下的循环硬化、强度退化特性和耗能能力。研究结果表明:不锈钢t形件的滞回性能明显优于普通钢t形件的,前者耗能平均为后者的2.07倍;循环荷载作用下t形件的破坏形态主要包括螺栓断裂和翼缘板靠近焊趾处断裂两类,与t形件的单调加载破坏模式和加载制度有关;两种牌号不锈钢t形件在循环荷载作用下均表现出较为明显的循环硬化特性,试验后期则由于裂纹的萌生和发展呈现出强度退化;相对于FEMA 461的加载制度,采用JGJ/t 101—2015的循环加载制度得到的t形件的加载圈数和总耗能能力均较大。

摘要：设计了10个高强钢t形件的单向拉伸试验,分别研究了螺栓直径、螺栓线距、螺栓端距和钢材强度对t形件受拉力学性能的影响,试验结果表明:在试验参数范围内,t形件共产生螺栓破坏、联合屈服和翼缘屈服三种破坏模式;增大螺栓直径会显著提高t形件的初始刚度、屈服荷载、极限承载力和极限变形;增大螺栓线距有利于提高t形件的变形能力,但初始刚度、屈服荷载和极限承载力会有所降低;增加螺栓端距能小幅提高t形件的屈服荷载、极限承载力和极限位移,但对初始刚度影响不大;钢材强度对t形件的屈服荷载和极限承载力影响较大。另外,在ABAQUS软件中建立了t形件的有限元分析模型,利用10个高强钢t形件和其他学者的试验数据验证了模型的可靠性,最后研究了翼缘厚度、单侧螺栓间距、螺栓规格以及预紧力等参数对高强钢t形件受拉力学性能的影响,参数分析结果表明翼缘厚度是影响t形件受拉力学性能的关键参数,而单侧螺栓间距和螺栓规格的影响较小,预紧力对t形件的初始刚度有较大影响。研究结果可为高强钢t形件的设计施工、规范制定提供数据参考和设计指导。

摘要：基于复式钢管混凝土双层钢管的截面特点,设计了单边螺栓-t形件连接节点,并对5个单边螺栓-t形件连接节点和1个穿芯螺栓-t形件连接节点进行了低周往复荷载试验。通过数字散斑相关方法(DSCM)得到了试件的弯矩-转角变化关系曲线。结果表明:试件滞回曲线均呈饱满Z形,节点破坏形态为t形件翼缘屈服后钢梁塑性变形,t形件因不同的加肋方式出现了三种变形特征。除了t形件翼缘厚度较薄且未加肋的试件为部分强度半刚性节点外,其余节点试件均为全强度半刚性节点;加肋t形件节点比无肋试件极限承载力提高了30%,但延性明显降低;对比穿芯螺栓-t形件连接节点,单边螺栓栓-t形件连接节点初始刚度略低、承载力相当,但变形能力明显提高,滞回性能得到改善;往复荷载下单边螺栓-t形件连接节点为拉压交替式工作,受拉螺栓能够得到较强的锚固连接强度,单边螺栓-t形件连接节点在复式钢管混凝土结构中传力可靠,结构整体性较好。

摘要：传统的钢管混凝土柱-钢梁t形件节点易出现柱或者钢梁损伤严重的情况,不利于震后快速修复。以常规t形件和设置长槽孔t形件作为耗能构件,保证柱和梁损伤较小甚至不受损伤,实现耗能构件的可替换。对3个常规t形件节点和2个设置长槽孔t形件节点进行了数值模拟,分析了t形件翼缘厚度、t形件翼缘及腹板宽度、下t形件设置长槽孔、单边抗剪角钢等因素对节点滞回曲线、初始刚度、极限转角、延性系数、耗能能力的影响。研究结果表明:节点整体耗能较好,设置长槽孔t形件节点可显著提高节点延性,增加抗剪角钢的长槽孔t形件节点可显著提高节点耗能能力,该类节点滞回曲线呈饱满梭形,耗能表现为摩擦耗能和t形件塑性变形耗能共同作用;对于常规t形件节点,建议t形件翼缘厚度与腹板厚度的比值小于2.0。

摘要：为分析不锈钢t形件螺栓连接的静力承载性能,建立了能够准确考虑不锈钢材料力学性能、接触关系和撬力作用的有限元模型,对其进行数值分析,得出了主要参数对t形件连接静力承载性能影响规律:随着翼缘厚度的增加,t形件破坏模式由翼缘完全屈服(模式1)逐渐变为螺栓断裂(模式3);螺栓孔到腹板边缘距离的增大及翼缘材料名义屈服强度的降低仅会降低属于破坏模式1和翼缘屈服同时螺栓断裂(模式2)的t形件的承载力;螺栓直径的增大会提高t形件的承载力。考虑不锈钢材料的应变硬化能力,对翼缘板塑性弯矩进行修正,提出了不锈钢t形件螺栓连接的承载力建议计算方法。

摘要：为考察外伸端板连接中不同端板厚度、螺栓直径、螺栓布置对节点受力性能以及端板强度的影响,采用有限元数值分析软件ANSYS建立半刚性端板连接节点模型进行非线性有限元分析.在建立模型和计算分析过程中考虑了弹塑性、大变形和接触问题.分析结果表明:端板厚度的变化对节点的初始转动刚度、极限转动能力以及抗弯承载力都有不同程度的影响;节点的初始转动刚度随着端板厚度的增加而增加,但节点的极限转动能力却随着端板厚度的增加而减小;设计中建议采用大螺栓、中等厚度的端板,同时螺栓应尽量布置在靠近梁翼缘一侧;传统的t形件方法计算端板强度,其计算结果偏低.

摘要：将节点分为受弯端板、受弯柱翼缘和受剪节点域三类组件,分别计算各组件的初始刚度并将其进行组装,提出了端板连接节点初始刚度的理论计算方法。该方法考虑了端板有加劲肋、无加劲肋两种构造形式,考虑了螺栓预拉力对节点刚度的影响,考虑了柱翼缘对节点域刚度的贡献,通过与试验和有限元结果对比表明该方法具有足够的精度,可用于节点刚性的判断。最后利用理论方法对按照现行规范设计的端板连接节点刚性进行了初步评价,并讨论了端板加劲肋的影响。

摘要：利用有限元数值分析软件ANSYS建立半刚性端板节点模型进行非线性有限元分析.在建立模型和计算分析过程中考虑了弹塑性、大变形和接触问题,有限元分析结果与试验结果吻合良好.根据梁腹板、端板厚度和螺栓对端板强度影响,对传统计算端板强度的t形件方法进行了修正.分析结果表明:根据端板的破坏模式应采用相应修正系数来考虑上述因素的影响.该方法对端板强度的设计有一定的参考价值.