钢框架梁柱弱轴连接翼缘削弱型节点循环荷载作用下的有限元分析

为研究梁柱弱轴连接翼缘削弱型节点的抗震性能,设计了4个翼缘削弱型节点试件和一个普通节点试件,利用有限元软件ABAQUS进行了低周反复荷载作用下的有限元分析,研究了不同削弱深度对翼缘削弱型节点破坏形态、滞回性能、延性性能、承载力的影响。结果表明:翼缘削弱型节点是一种较为理想的延性节点;削弱参数设置合理的翼缘削弱型节点具有较强的延性性能;梁翼缘削弱对试件承载力的影响不能完全忽略。     

梁柱弱轴连接节点参数的变化对节点域性能的影响分析

利用有限元软件ABAQUS,建立有限元模型,分析了循环荷载作用下,柱翼缘厚度、梁翼缘连接板长度及厚度变化对节点域受力性能的影响,研究结果表明:柱翼缘厚度与梁翼缘连接板长度及厚度的改变可以有效提高节点域的力学性能,并研究了弱轴连接节点域的应力分布规律为工程实际应用提供参考。     

L形钢管束组合剪力墙滞回性能数值模拟

采用有限元软件ABAQUS对4个L形钢管束组合剪力墙进行抗震性能的有限元分析,分析参数为翼缘的宽度,揭示L形钢管束组合剪力墙的破坏模式。通多对4个不同翼缘宽度的剪力墙滞回曲线和骨架曲线的对比,得到了滞回特性、初始刚度、峰值荷载与翼缘宽度的关系。     

煤矿巷道直墙半圆拱形波形钢腹板支架稳定承载性能

将新型波形钢腹板支架用于煤矿巷道金属支架结构中,采用试验研究和有限元数值模拟分析相结合的方法,研究波形钢腹板支架结构的稳定承载性能。设计了2榀直墙半圆拱形波形钢腹板支架的模型试验,得到支架的失稳破坏形态、应变与位移发展规律,并分析了波形钢腹板翼缘厚度变化对支架承载力的影响程度。结果表明:波形钢腹板支架破坏形态为整体非对称失稳,支架翼缘厚度由12 mm增加为16 mm时,即增幅为33%,支架的承载力提高27. 38%,表明翼缘厚度对支架的承载性能有显著影响。试验结果与有限元分析结果吻合良好,验证了有限元模型的正确性。同时采用有限元方法对用钢量基本相同的矿用工字钢支架和波形钢腹板支架进行对比,结果表明:波形钢腹板支架承载力比矿用工字钢提高了31. 68%,其变形约为矿用工字钢的4/5。通过数值模拟分析波形钢腹板支架截面各参数对支架弹性和弹塑性屈曲荷载的影响,发现腹板高度和厚度是较敏感参数;并比较了波形钢腹板支架和矿用工字钢支架分别在静水压力作用下、垂直单向应力作用下和垂向力为主的荷载作用下的支护性能,发现在相同的用钢量情况下,波形钢腹板支架具有较高的抗剪承载力,在高厚比很大的情况下不容易发生屈曲,且翼缘用钢量集中,使得截面的抗弯和轴压稳定承载力也大幅度提高,故它在各种荷载状态下的变形量均小于矿用工字钢支架,其支护效果优于矿用工字钢支架。     

加劲肋对T型件梁柱连接节点的力学性能优化分析

为研究加劲肋对T型件梁柱节点的力学性能,对梁柱节点增设加劲肋,运用有限元软件ANSYS对4个模型(其中2组有加劲肋,另2组没有加劲肋)进行了拟静力模拟分析,得到了模型的破坏过程及破坏特点。通过对节点数据分析,得到了加劲肋对节点抗震性能以及对连接件力学性能的影响规律。结果表明,设置了加劲肋的节点较之无加劲肋的节点承载力提高约13.3%,可使塑性铰外移,滞回环面积增大约1倍;T型件刚度增大,退化速度慢、幅度小,撬力作用显著降低,高强对拉长螺栓持续有效,变形小。建议T型件梁柱连接节点采取焊接构造加劲肋的措施。     

波纹腹板削弱型端板连接节点抗震性能分析

为克服普通平面腹板梁柱连接节点抗震性能的不足,研究在梁端局部位置用波纹腹板代替平面腹板,应用ABAQUS有限元软件对该节点进行非线性有限元分析。研究了波纹腹板长度、波纹腹板到梁柱节点距离、波纹腹板厚度和梁高对梯形削弱型、折线形削弱型以及正弦形削弱型这3种梁柱节点的破坏形式、滞回性能以及耗能能力的影响。研究结果表明:梁高和波纹腹板厚度对梁柱节点滞回性能影响最大,波纹腹板长度次之,波纹腹板到梁柱节点距离对节点的抗震性能影响最小;折线形波纹腹板削弱型梁柱节点的滞回曲线稳定饱满,具有较好的耗能性能;波纹腹板削弱型梁柱节点的强度破坏出现在腹板处的截面,梁柱连接处的焊缝没有破坏,实现了塑性铰外移的目的。     

不同位置焊缝对翼缘板加强型节点断裂可能的影响

为了分析翼缘板加强型节点处各焊缝残余应力对节点断裂可能的影响,利用有限元软件ABAQUS对翼缘板加强型节点进行拟静力循环加载模拟,针对不同的应力路径,考虑不同焊缝的残余应力影响,对各项断裂指标进行对比和分析。研究表明,翼缘板加强型节点可以有效降低梁柱连接处的断裂可能,但翼缘加强板端部角焊缝位置附近发生断裂的可能性较大,在施焊过程中,应尽量避免此处的焊接缺陷生成。     

部分包裹混凝土柱试件模拟研究

部分包裹混凝土柱是一种新型组合结构,其不仅可以用于工业厂房的建设,也可用于旧厂房的加固改造。为研究翼缘厚度、翼缘宽度、腹板厚度、横向缀杆间距以及混凝土强度等级对部分包裹混凝土柱抗震性能的影响,利用ABAQUS软件建立了11个有限元模型分析以上因素对部分包裹混凝土柱的滞回性能、延性系数以及抗侧刚度的影响。有限元分析结果表明:当翼缘厚度为12mm时,部分包裹混凝土柱抗震性能最优,延性系数最大;随着翼缘宽度的增大,部分包裹混凝土柱的滞回性能、刚度退化性能发生略微变化,极限承载力增大;腹板厚度和横向缀杆间距不是影响柱抗震性能的重要因素;且建议部分包裹混凝土柱的混凝土等级不应大于C50。     

双向弯曲和扭转作用下悬臂梁非线性有限元分析

现行钢结构设计规范中没有关于双向弯曲和扭转作用下悬臂梁的条款,为了研究此类构件的性能,在考虑几何、材料非线性的基础上,对双向弯曲和扭转作用下的悬臂梁受力性能进行了精细的非线性有限元分析。分析结果表明,荷载作用位置对梁极限承载力有显著影响;扭矩对梁承载力的影响不能忽视;宽翼缘H型钢较窄翼缘H型钢有更好的承载能力。     

确定普通受拉螺栓数目的近似计算方法及应用

随着螺栓连接在钢结构中大量使用,普通受拉螺栓连接广泛应用于梁柱节点、柱与牛腿等重要连接.弯矩作用下受拉螺栓数目的影响因素较多,不易一次确定,<钢结构设计规范>未给计算方法,设计中常需反复,影响效率.论文将弯矩作用下受拉螺栓连接的受力情况转化成实腹矩形截面,按中和轴位于弯矩指向的最外排螺栓中心线处,并忽略受压区产生的抵抗力矩,根据力矩平衡,推导出所需螺栓数目的近似计算公式.可一次确定螺栓数目,方便设计.