北京奥运会老山自行车馆柱脚铸钢节点试验研究

为考察2008北京奥运会老山自行车馆柱脚铸钢节点在不同工况作用下的受力性能和转动性能,本文对该铸钢节点及其人字柱短管进行了足尺试验和有限元数值分析。试验借助一根箱型截面分配梁,巧妙地实现了设计要求的4种加载工况;并重点考察了铸钢节点在各种荷载工况下的受力性能和变形。通过现场跟踪测试,得到铸钢节点表面应变的测试值;运用ABAQUS有限元软件对铸钢节点进行了弹性分析,着重模拟了铸钢节点各部件间的接触关系,得到了节点的应力值。铸钢节点试验与有限元分析结果表明,老山自行车馆柱脚所采用的球铰式节点具有较好的转动性能,且在设计荷载作用下是安全的。     

异形钢结构建筑铸钢节点空间加载试验与有限元分析

为考察郑州中部国际设计中心铸钢节点在不同工况下的受力性能,对该铸钢节点进行了1/2缩尺空间加载试验和有限元数值分析。试验设计了一套加载支座,依靠反力架、反力墙完成了对两个缩尺节点的空间加载,重点考察了铸钢节点在各设计工况下的受力性能;通过现场的跟踪测试,得到了铸钢节点表面应变的测试值;运用ANSYS有限元软件对铸钢节点进行了非线性分析,得到了节点在不同工况下的应力值。通过对比试验的应力实测值和计算分析值,对中部国际设计中心所采用的铸钢节点的承载力和安全性做出了评价。     

黄石奥体中心体育场铸钢节点受力性能试验研究

黄石奥体中心体育馆钢结构罩蓬采用了树状支撑铸钢节点,为考察其在最不利设计工况下的受力性能,对树状支撑铸钢节点进行了足尺试验研究和非线性有限元分析。试验结果表明,在1.3倍设计荷载工况作用下,节点处于弹性状态,卸载后没有明显残余变形。有限元分析结果与试验结果吻合良好,弹塑性有限元分析得到的铸钢节点极限承载力满足《铸钢节点应用技术规程》中的相关要求,该铸钢节点具有较高的强度储备。分析了轴力与弯矩共同作用下铸钢空心球节点的应力分布规律,可为铸钢空心球节点的设计提供参考。     

哈尔滨会展体育中心屋架铸钢节点性能研究

简述了哈尔滨会展体育中心张弦桁架的铸钢节点的构造和设计情况,进行了该铸钢节点的足尺静力试验和有限元分析。详细讨论了试验的加载装置、测试结果和有限元数值计算结果,给出了节点的应力分布状况。研究表明,该铸钢节点在设计荷载的作用下,具有足够的强度和刚度;有限元计算结果与试验实测结果基本吻合,前者也能够较好地了解铸钢节点的受力性能。最后对铸钢节点的制造质量也提出了建议。     

网壳结构十字形铸钢节点承载性能试验

结合新加坡植物园展览温室结构中铸钢节点的初始设计方案,对该铸钢节点进行了足尺静力加载试验和有限元分析,研究了其承载力、刚度、应力分布和破坏机理。材性试验结果表明,此类铸钢材料宜采用线性强化塑性本构模型。通过比较试验和有限元分析得到的节点荷载-挠度曲线以及应力分布可以得出,有限元计算与试验结果吻合良好,文中建立的有限元模型能够很好地分析铸钢节点的受力性能。基于研究结果对该类铸钢节点的设计提出了建议,为实际工程应用提供了参考。     

张弦桁架铸钢支承节点受力性能研究

为考察长江航道科研试验新基地6#模型实验大厅张弦桁架铸钢支承节点的受力性能,对该铸钢节点进行了足尺试验研究和有限元分析。采用专门设计的加载反力架,试验测得了铸钢节点应力分布状况。采用ABAQUS软件进行线性有限元分析,得到了节点模型在1.3倍设计荷载下的应力和变形。考虑材料塑性发展,进行非线性有限元分析,得到节点极限荷载和失效破坏形式。试验与有限元分析结果表明：1.3倍设计荷载下,该节点处于线弹性受力状态;超过极限荷载之后,节点应力极值位置会发生变化,节点失效将从拉索锚固端局部塑性发展开始。     

空间网壳结构中新型铸钢节点简化设计方法

铸钢节点是适用于空间结构的一种新型节点形式.铸钢节点由于其良好的适用性正逐渐应用于大跨度空间结构,但目前尚无国家规范可依.本文对自行研制的新型铸钢节点进行有限元分析,结果表明,其在构造和受力方面都满足结构的要求.在此基础上,利用经过试验验证的可靠的有限元模型进行弹性有限元分析,研究铸钢节点在不同受力状态下的应力分布,并与由材料力学方法得到的结果进行比较,给出了铸钢节点的应力集中系数,并进一步提出了该铸钢节点的简化承载力计算公式.简化计算公式与试验、有限元分析结果的比较表明,该公式具有一定的安全储备,可用于工程设计.公式的提出极大地方便了设计计算工作.     

中国动漫博物馆复杂铸钢节点分析与研究

铸钢节点被用于中国动漫博物馆的钢网格筒结构体系和复杂节点连接。采用有限元分析和足尺试验相结合的方法分析铸钢节点的受力性能。有限元分析通过数值分析方法揭示了节点的应力分布规律。在1.3倍设计荷载作用下,足尺试验结果与有限元结果吻合良好。根据有限元分析和试验结果,优化节点设计。在设计荷载作用下铸钢节点处于弹性工作状态。节点极限承载力大于3倍设计荷载。     

天津奥林匹克中心体育场铸钢节点试验研究

天津奥林匹克中心体育场大跨度钢管桁架结构铸钢节点受力和构造复杂,为考察铸钢节点的受力性能,评价其安全性,对铸钢节点进行了足尺试验和有限元计算分析。首先建立节点有限元实体模型进行有限元计算分析;根据有限元计算结果,布置应变测点,对节点进行设计荷载作用下的试验,得到节点应力试验值。结合试验结果与有限元计算结果,分析了节点的应力分布规律,表明天津奥林匹克中心体育场铸钢节点具有较高的承载性能和足够的安全性。     

南通市体育会展中心分叉柱底铸钢支座节点有限元分析

铸钢节点作为一种新型的节点形式目前已经广泛应用于大跨空间结构中。应用有限元软件,对南通市体育会展中心分叉柱底铸钢支座节点进行了有限元分析,模拟出该节点的实际工作状况,并通过试验加以验证,可供工程设计参考。     

盾构隧道管片接缝气密性模拟方法与影响因素分析

盾构隧道穿越含气地层时,施工对地层的扰动易引发气体泄漏,气体易由盾构管片接缝处进入隧道内部,极易引发爆炸等灾害。依托穿越长江高压含气地层的苏通GIL综合管廊工程,较系统地研究了影响盾构管片接缝面气体泄漏的主要因素,并提出对应改进措施。通过接缝室内模型试验,分析了气压加载下接缝面气体泄漏的全过程,从而揭示了气体在不同泄漏阶段影响接缝面气密性的主要因素。建立了接缝数值模拟模型,研究了气压加载下,接缝面张开量、管片表面粗糙程度对接缝气密性能的影响。基于粗糙表面密封间隙气体流动的PC模型,建立了盾构管片接缝处气体泄漏率理论计算方法,并将计算结果与模型试验结果进行对比,证实了理论计算方法的可行性与适用性。最后,结合模型试验与理论计算方法,提出了降低接缝气体泄漏率的措施。     

岩体节理大小估算新方法研究

 节理大小主要指节理空间延伸范围,对于节理泊松圆盘模型,节理大小可以用圆盘直径表示。Warburton的方法需要先假设直径的分布形式,理论上正确,但并不实用。不假定节理直径的可能分布,提出一种新的方法估算节理直径分布,该方法在已知节理迹长分布基础上,通过设定不同节理直径平均值初值,计算相应节理直径分布,得到不同节理直径平均值初值和数值计算节理直径平均值之间的相对误差。分析相对误差与节理直径平均值初值之间的相互关系,当误差为0时,得到数值计算最佳节理直径平均值,从而获得相应节理直径分布。采用节理直径负指数和对数正态分布2种理想分布来验证数值方法的有效性,结果理论节理直径平均值和数值计算节理直径平均值之间的相对误差很小,且节理直径分布和理论节理直径分布一致。通过理论节理直径平均值和标准差变化对数值方法进行参数分析,研究数值方法计算节理直径分布的适用性。在节理直径平均值较大而标准差较小条件下,利用数值方法,所得节理直径分布更加准确。利用该数值方法研究节理直径分布简便实用。将该方法应用于我国高放废物处置库预选区甘肃北山芨芨采石场结构均质II区,获得该区岩体节理直径分布。     

中石油大厦斜交网格X型节点试验研究

为了解斜交网格中X型节点的受力性能,进行相似比为1∶5的4个X型节点模型试验,并利用ABAQUS软件开展对应的数值模拟分析,试验的主要参数为试件节点区体积配箍率和加载方式。试验结果与数值模拟一致表明:加载过程中,节点区变形不显著,达到极限荷载时刻,试件突然破坏,显然X型节点的破坏方式属于脆性破坏。其次,等值加载与差值加载两种不同加载方式对节点极限荷载的影响较小,实际结构存在的差值受载方式对节点产生的不利作用可以忽略。提高X型节点区的体积配箍率可减小节点区横向膨胀变形,且在保证节点区最小体积配箍率大于1.44%的前提下,斜柱将先于节点区破坏,节点区将能有效传递斜柱内力,起到良好的联结作用,满足"强节点,弱柱"的要求。     

Post-fire behaviour of concrete-filled steel tubular column to axially and rotationally restrained steel beam joint

This paper presents a numerical investigation on the post-fire behaviour of concrete filled steel tubular (CFST) column to restrained steel beam joint. An entire loading and fire phase, including ambient loading, heating with constant loads, cooling with constant loads and post-fire loading, was employed in the numerical analysis, and a finite element analysis (FEA) model was built to simulate the behaviour of CFST column to axially and rotationally restrained steel beam joints with external diaphragm connections under the entire loading and fire phase. For validation, the proposed modelling method was used to predict the test results of CFST columns and joints in fire and post-fire. The comparison demonstrates that the accuracy of the proposed FEA model is acceptable. Afterwards, the FEA model was used to analyse the mechanics characteristics of CFST column to restrained steel beam joints in the entire loading and fire phase. Based on the numerical analysis, the joint moment versus relative rotation angle relationship in the entire loading and fire phase was addressed, and the residual joint strength index and stiffness index were defined to evaluate the post-fire performance of joints. Finally, simplified calculating formulas were proposed to calculate the two indexes, which provide a simply and feasible method to evaluate the post-fire performance of external diaphragm joints in the CFST column - steel beam framed structure.     

空间足尺组合式连接节点受力性能研究

以某大型特高压用钢管格构式变电构架工程为背景,对空间足尺组合式连接节点进行空间静力加载试验和有限元分析,着重研究节点的应力应变及位移发展特征、破坏模式和极限承载性能。试验结果表明:设计荷载下,除主管与节点板连接处的端部由于应力集中而出现轻微局部屈服外,节点其他部位仍处于弹性阶段|加载至设计荷载的近190%时,主管受力较大端出现受压“鼓曲”,主管与节点板1（JDB1）的连接处严重“凹陷”,随即支管⑦的插板与JDB1连接处发生受压“失稳”,节点破坏。有限元模型的分析结果,在节点应变发展、荷载-位移曲线、破坏模式、极限承载力等方面均与试验结果吻合较好。该类型节点的构造基本合理,满足设计荷载要求。建立节点承载力的理论分析模型及计算公式,理论计算结果与试验结果、有限元分析结果吻合较好。     

Accurate modeling of joint effects in lattice transmission towers

Lattice Transmission towers are vital components of overhead transmission lines which play an important role in the operation of electrical power systems. Accurate prediction of the structural capacity of lattice towers under different failure modes is very important for accurate assessment of the reliability of transmission lines and power grids, and for design of efficient failure containment measures. Traditionally, lattice towers are analyzed as ideal trusses or frame-truss systems without explicitly considering loading eccentricities and slippage effects in bolted joints. Such effects are always observed in full-scale tower tests and introduce great differences in the ultimate bearing capacity and failure modes obtained from classical linear analysis models. In this paper experimental results available from full-scale prototype tests of a single-circuit 110 kV and a single-circuit 220 kV lattice transmission towers subjected to different load cases are presented and compared with those obtained from four series of numerical models that include joint eccentricity effects and different joint slippage models. The numerical simulation results confirm that joint slippage dramatically increases the deformation of the lattice towers, while its influence on load-bearing capacity will vary in different load cases according to the magnitude of vertical loading and the tower failure mode. Results from the pushover nonlinear static analysis of the towers considering both joint slippage and eccentricity are found in agreement with the experimental results. This type of analysis can be used to model joint effects in lattice towers.     

含节理岩石试件的卸荷变形特性研究

 开展含节理岩石试件在主应力差卸载路径下的变形特性试验,试验发现：(1) 恒定s3减小s1卸载主应力差过程中,完整岩石卸载变形曲线与加载变形曲线基本重合,但节理试件加卸载变形曲线表现出较大差异,且卸载后试件轴向和环向均出现较大残余应变;(2) 按照2种不同路径卸载主应力差时,含节理试件变形特征存在很大差异。为从理论上研究含节理试件变形特征并解释上述试验现象,建立节理加卸载本构模型,并提出确定模型参数的方法。研究表明：用节理面加载与卸载变形特征的差异,从理论和试验结果两方面能很好地解释含节理岩石试件加卸载变形特性的差异以及在不同卸荷应力路径下的变形差异。研究成果可以反映含单组节理岩体的加卸载变形特性。     

Model test and numerical analysis of a special joint for a truss bridge

This paper presents a study on the mechanical behaviours of a special joint between a rigid suspension cable and a truss girder in a rigid suspension stiffened steel truss bridge. Both a model test and a numerical finite element analysis (FEA) have been conducted, and relevant information about the models used, loading procedure and test scheme is presented. The model test shows that the maximum stress in the joint is less than the material allowable stress and the maximal stress induced from the secondary moment accounts for about 30% of the total stress. A three-dimensional finite element model is used in the numerical analysis and the results are in very good agreement with those of the model test. This study shows that the design of the special joint is reasonable and the structure safe. It is also expected that the results presented in this paper would be useful as references for future research and design of rigid suspension stiffened steel truss bridges and joints.     

带构造柱加圈梁小型混凝土砌块砌体抗剪强度分析

本文在参考文献的基础上，利用基床系数法的原理，对在竖向荷载作用下圈梁和砌体所承担的竖向荷载进行了分析，得出了圈梁和砌体各自承担的竖向荷载的分配系数。并利用相互作用协调变形的原理，结合试验数据，对在水平荷载作用下，构造柱和砌体所承担的水平荷载进行了分析，得出了构造柱和砌体各自承担的水平荷载的分配系数。并进行了算例分析，得出了一些规律性的结论。     

轴向压缩下不加劲T型/Y型管节点性能的研究

使用有限元分析软件ABAQUS对轴向压缩载荷下T型和Y型管节点的失效模式﹑极限强度和具体性能进行研究。不加劲管节点的性能可从用于试验的管节点的数据库中提取。在数值分析中,使用修正弧长法可准确地模拟节点的性能,并有助于研究其真正的失效模式。通过数值分析发现,失效模式包括弦构件的局部弯曲、椭圆化变形、弦的塑性破坏。通过数值模拟得出的结果显示:节点表面的临界面积与椭圆化变形﹑变形量和应力有关。此外,对数值分析所预测出的极限强度与已有的试验结果进行了比较和验证。尽管已对管节点进行了大量的研究,但多集中于对极限强度和应力集中系数的估算上而不是对节点性能的具体研究,而此研究是一个全面解释轴向压缩下节点性能的具体研究。在已有的文献资料中很难看到这样深入又详细的节点研究。