多类型梁-钢筋混凝土方柱内置钢管节点非线性有限元分析

基于某工程项目的特殊性,多根不同类型梁与钢筋混凝土柱的连接具有复杂的受力特点,提出一种钢筋混凝土方柱内置钢管并设置加强环板及加劲肋板带的连接节点形式,采用ANSYS软件对该项目节点进行三维实体模型非线性有限元摸拟分析,研究了该节点多种材料的受力性能和混凝土开裂裂缝等情况,揭示了该节点的受力机理,并证明其受力的可靠性,为该类型节点的设计计算奠定基础和设计应用提供参考。     

异形空心构件螺栓端板连接节点设计与制作

国外某高铁站屋盖钢结构的主要构件采用十字形、U形等异形截面,主要节点均采用摩擦型高强螺栓端板连接,具有避免现场焊接、安装方便和施工快捷等优点。但由于采用内法兰连接时在端板附近要开手孔,会削弱构件在端板附近的截面尺寸,导致节点受力异常复杂。采用常规计算方法无法准确评估手孔对节点承载能力的影响,故采用考虑接触和螺栓预拉力的非线性有限元方法进行分析。对结构中3种关键螺栓端板连接进行了受力分析,总结出节点的受力性能和破坏形式,供结构设计与施工参考。     

基于ANSYS的复杂钢网架支座节点分析

结合日照某项目中一处构造复杂且受力较大的钢网架结构支座节点,采用ANSYS软件对其进行线性及非线性有限元静力分析,确保其承载力性能满足结构设计要求。在线性有限元分析中,假定钢材为各向同性材料,对节点应力及变形进行了分析阐述,虽在不同构件交贯处存在应力集中现象,但均在焊缝加厚区域内且应力衰减很快。在非线性有限元分析中,同时考虑几何非线性和材料非线性,假定钢材为理想屈服材料,对钢构件在整个加载过程中的应力分布及变化趋势进行了分析阐述,进一步印证了节点屈服范围很有限,故不会影响到节点承载力性能。针对此类复杂支座节点提出了设计建议。     

南方某大酒店扩建工程节点设计分析

通过对某大酒店扩建工程的实例分析,分析了新增构件节点的连接和节点处型钢的破坏形式、受力性能,详细的论述了节点的连接形式及节点对新增构件的支撑作用,并对新增构件的荷载和节点上型钢的强度进行计算。     

方钢管柱钢结构梁柱节点的破坏形态分析

本文研究一种新型的薄壁方钢管柱桁架梁节点,节点处构件的连接较为复杂,受力也较为繁琐,事无巨细地分析节点的破坏形态,对改进梁柱节点的性能和提高钢结构整体的强度和刚度带来理论基础。因此,利用大型通用非线性有限元分析软件ABAQUS对无斜撑和带斜撑的两种节点进行数值模拟,采用弹塑性有限单元法,进行线性逐渐加载,分析节点各个连接构件的破坏形态,根据之前的模拟分析得知了本文中研究的节点为刚性节点,针对利用刚性节点的理论知识结合破坏云图详细分析了节点的极限承载力和破坏模式,并对比了带撑的节点和不带撑的节点。     

暗柱对梁-墙正交节点的受力性能研究

框架-剪力墙结构中,钢筋混凝土楼面梁和剪力墙的连接经常会出现平面外节点。着重研究正交节点形式,采用ABAQUS有限元分析软件对未配暗柱、配有暗柱的剪力墙构件进行非线性有限元分析。分别采用单调加载和低周反复加载,对比分析暗柱对节点的转动刚度、平面外受力性能的影响。     

某钢管混凝土转换桁架支座节点分析

钢管混凝土转换桁架支座节点为结构的关键节点,且受力复杂。结合科威特中央银行大厦工程,对转换桁架与混凝土连接处支座节点进行受力分析。采用ANSYS有限元分析软件,考虑材料非线性,探讨该复杂节点的受力特点,提出转换桁架与下部钢管混凝土柱及混凝土剪力墙连接节点的设计方案,可为今后设计人员在此类节点设计时提供参考。     

有限元方法在异形截面螺栓连接节点设计中的应用

国外项目钢结构中的现场连接节点几乎都是采用螺栓连接。但异形截面螺栓连接节点设计中,往往会因截面异形,节点受力异常复杂,无法采用常规方法进行设计,故采用考虑接触的非线性有限元方法进行分析。对国外某项目中的关键节点进行了受力分析,总结了有限元方法在异形截面螺栓连接节点模拟分析中的一般步骤及方法。     

某大跨度空间钢管桁架拱门结构设计

以某标识性拱门项目为例,介绍了大跨度空间钢管桁架的设计要点.采用MIDAS软件对结构进行整体受力和位移分析、非线性稳定性分析、复杂节点受力分析以及施工阶段模拟分析.分析结果表明,该结构位移及强度满足规范要求,其整体稳定性较强,关键复杂节点受力性能良好,施工阶段模拟分析能够保障支撑胎架拆除阶段整体的结构安全性.对于类似大跨度项目,应对结构关键节点进行针对性分析,并充分结合现场施工组织,对施工过程中结构内力变化进行综合评估.     

半刚接门式刚架在高温下的整体结构非线性有限元分析

应用有限元程序对半刚接门式刚架在高温下的受力性能进行了整体结构非线性分析。计算结果表明:随着温度的升高,节点的刚度不断下降,当节点的刚度下降到不能约束与其连接的梁柱构件时,结构将发生突然坍塌性破坏;由于在高温下钢材的屈服强度下降较快,半刚性连接性能虽然能使梁柱节点处的受力性能改善,但不能提高整体结构的临界温度。     

装配式钢-混凝土组合框架结构在学校建筑中的研究与应用

提出一种便于工业化建造的装配式钢-混凝土组合框架结构系统,从结构构件、构造和构成角度,阐述其所采用的预制构件类型、特点及相应节点连接方式。提出一种便于组合结构快速建造的新型梁柱连接节点。该节点采用干式连接,对其组成、构造和理论计算方法进行介绍,通过ABAQUS有限元软件对该节点的受力性能、屈服模式进行数值分析。结果表明,理论计算方法与数值分析结果误差在10%以内,验证节点构造方式和所提理论计算方法的合理性、可行性。总结工程项目应用装配式钢-混凝土组合结构的设计方法及确保工程品质的技术控制要点。     

梁柱螺栓连接节点刚度对装配式斜支撑钢框架结构受力性能影响研究

采用ANSYS有限元分析软件,对单榀单层纯钢框架、斜支撑钢框架和30层装配式斜支撑钢框架整体结构进行分析,结果表明,梁柱螺栓连接节点刚度对纯框架的构件内力、构件承载力、侧向位移、楼层刚度、自振特性、构件损伤率、极限荷载、结构破坏模式等影响较大,应按照节点实际连接刚度计算;对斜支撑框架的受力性能影响较小,可以按照节点刚性连接进行计算;对30层整体结构的影响与无斜支撑梁柱螺栓连接节点占总节点的比率有关,当比率小于4.2%且梁柱节点转动刚度达到3×10⁴kN•m•rad^-1以上时,可以按照节点刚性连接假定进行结构整体设计分析,无需修正。当不满足上述要求时,提出了先将梁柱螺栓连接节点简化为刚性连接计算,再对结构位移、周期、构件承载力等进行修正的简化分析方法。文中研究结果可为该结构体系的设计提供参考。     

基于多尺度模型的钢节点抗震性能分析

采用通用有限元软件ABAQUS通过有限元微观模型与宏观模型之间的界面连接方法分析研究,在验证不同尺度模型间的变形协调连接方法的可行性基础上,对一个复杂高层建筑结构植入钢节点微观模型进行弹塑性动力时程分析,多尺度模型和宏观模型计算结果的对比分析表明,多尺度节点对相邻节点位移的影响较小,对相邻杆件内力存在一定影响。多尺度计算能够在并不显著增加计算时间的情况下,更为详细地反映复杂受力构件在整体结构中的抗震工作机理。     

不同排列伸展螺栓端板半刚性节点的三维非线性分析

对钢结构中不同排列的伸展螺栓端板这种半刚性连接节点采用非线性有限元分析 ,对连接中的主要构件 :端板、高强螺栓、梁翼缘、柱翼缘以及连接接触进行三维非线性有限元精细模拟 ,针对不同的尺寸和截面进行比较分析 ,探讨了螺栓端板半刚性连接的受力性能     

考虑销轴连接间隙非线性行为的等效计算方法

销轴连接在工程设计中是一种常用的连接方式,计算整体结构时一般可以简化为理想的铰接节点.考虑到加工安装的要求,工程中常用的销轴连接构造中通常有一定的间隙,销轴连接通过销轴与孔的接触和间隙的闭合来传递构件内力,因而在微观上表现出了显著的非线性特征.为了考察该局部非线性行为对整体结构性能的影响,本文提出了一种基于通用有限元分析软件的高效而精确的简化计算方法,即通过对两端被销轴连接所联系的构件的材料本构关系进行非线性化来模拟和等效销轴连接的非线性接触行为.应用该方法对某一含有较多销轴连接的屋盖结构进行了对比分析.结果 表明,销轴间隙对结构的整体性能和构件的内力分布都有相当程度的影响,应给予充分重视.     

三种构造型式的箱形截面梁与圆管连接节点受弯性能

上海光源工程采用圆钢管相贯而成的单层网壳结构,网壳结构的边界搭接在箱形截面主梁上形成了箱形主梁与圆钢管焊接连接节点。为研究该连接节点的平面外受弯性能,进行了3个不同构造型式的连接节点试件平面外受弯的滞回性能试验,考察了节点的受力性能和破坏模式。结果表明,3种节点破坏模式均为支管(贯通式连接管)根部塑性变形过大或局部屈曲破坏,其平面外受弯的承载力都能满足节点承载力高于构件承载力的要求,都具有良好的抗震性能。有限元软件ABAQUS的非线性分析表明,在接近破坏时,箱形主梁内部加劲部件的塑性化程度以贯通管式连接最为严重;套管式连接节点中槽形塞焊焊缝的作用在于将内力逐渐从构件传递到节点域,使得节点受力性能更加合理。     

型钢连接装配式混凝土梁柱节点力学性能研究

现有装配式混凝土结构的连接方式大多为套筒灌浆或浆锚连接,施工现场工艺复杂,质量难以保证.因此,本文参考钢结构构件连接方式,提出一种新型型钢连接装配式混凝土梁柱节点,在预制节点核心区和预制梁、柱的连接部位植入型钢,通过焊接来实现构件间的可靠连接.利用有限元分析软件建立数值模型,进行非线性静力分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好.扩充有限元参数分析范围,进一步研究了钢材强度、预制梁纵筋配筋率和梁拼接段型钢腹板厚度等参数变化对节点力学性能的影响程度.研究结果表明:该连接方式施工简便,传力可靠,显著改善了节点的力学性能和破坏形态,符合"强节点弱构件,强柱弱梁"的设计准则,可为装配式混凝土构件的连接方式提供参考.     

拉力作用下高强螺栓连接的有限元模拟

采用大型有限元分析软件ANSYS，对钢结构高强度螺栓连接的受力分布规律进行了计算和分析，得出了该构件堂警窖分布图，从理论上对高强度螺栓连接的破坏形式和受力变化进行了分析研究，为进一步改进高强螺栓连接构件的受力状况和结构设计提供了必要的理论依据。     

杭州国际会议中心巨型铸钢节点试验研究

为探究复杂应力状态下铸钢的受力性能,对杭州国际会议中心巨型钢框架铸钢节点进行了试验研究。通过对其进行原型结构跟踪测试,得到了节点表面各测点的应力分布及测试值。利用AUTOCAD软件建立试验铸钢节点计算模型,并采用有限元软件模拟了不同受力状态下节点的弹塑性计算分析。通过比较测点实测应力值和计算分析值,两者吻合良好,由此可以推断铸钢节点内部应力分布及大小。最后对铸钢节点的受力性能和安全性做出了评价。试验和分析结果表明该铸钢节点安全可靠,具有充足的强度储备。     

新增钢梁与混凝土结构连接节点的有限元分析

混凝土结构改造工程中经常采用钢结构形式,新增钢梁与原混凝土结构的连接节点十分常见。新增钢梁与原混凝土结构连接节点的性能影响到新增结构与原混凝土结构之间的整体工作情况和新增构件的受力状态。对新增钢梁与混凝土构件之间常用的连接节点通过有限元计算,对其受力性能进行比较详尽的分析,包括连接节点的刚度、锚固钢板的变形、接触应力、植筋的受力等,并提出了工程应用建议,对该类工程应用具有重要的参考价值。