大跨复杂斜撑钢结构铸钢节点力学性能分析

大跨斜撑钢结构节点受力复杂且施工难度较大,其节点通常采用整体式铸钢节点。根据实际工程建立铸钢节点精细化有限元分析模型,研究结构施工过程中铸钢节点的力学性能和安全性能。选取四个关键施工阶段,研究施工过程中铸钢节点关键部位应力及位移,同时分析壁厚和倒角半径对铸钢节点受力性能的影响。结果表明:施工过程中,由于倒角部位截面刚度突变,部分出现应力集中现象,其余部位应力较小;施工过程中铸钢节点圆柱由于截面刚度较小,其端部变形较大。研究成果可为大跨复杂斜撑钢结构铸钢节点设计及施工提供参考。     

武汉天河机场T3航站楼铸钢节点受力性能试验研究

为考察武汉天河机场T3航站楼网架结构中铸钢节点在最不利设计工况下的受力性能,对典型铸钢节点FLQ-35A进行了足尺试验研究和有限元分析。试验结果表明:在1.3倍设计荷载作用下,节点处于弹性状态,卸载后没有明显残余变形。结果表明:有限元结果与试验结果吻合良好,节点失效破坏将从主管G1变截面处的局部塑性发展开始;铸钢节点的极限承载力满足《铸钢节点应用技术规程》(CECS 235∶2008)中的相关要求,该铸钢节点具有较高的安全储备。     

基于拓扑优化的铸钢节点优化设计方法

铸钢节点是树状柱结构承载的关键所在。为充分保证铸钢节点传力路径合理、承载力高且能克服传统设计带来的壁厚较大问题,提出一种拓扑优化与尺寸优化相结合的节点设计方法。利用拓扑优化获得满足强度与刚度要求的节点最优构型,通过截面尺寸优化减小节点壁厚,实现节点在满足承载力要求下的轻量化设计。在此基础上,结合某实际工程,进行具体优化设计。结果表明:经优化设计的铸钢节点与原节点相比,在正常使用状态下,最大应力降低8.97%,应力分布更加均匀,材料用量减少15.96%,且承载力满足要求,优化效果较为显著。     

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。     

铸钢节点的设计以及在工程中的应用

铸钢节点是我国钢结构中新兴的一种节点形式。通过对铸钢节点的研究,提出了铸钢节点的一般设计准则;分析了铸钢空心球管节点、铸钢相贯节点的特点,并给出了相应的设计方法;最后介绍了铸钢节点的质量控制与焊接,不仅可为即将编制的铸钢节点规范提供参考,而且对今后指导铸钢节点的设计具有积极作用。     

建筑用铸钢节点设计的若干关键问题

建筑用铸钢节点由于避免或降低了构件相接处的应力集中程度,具有节点设计自由度大、外形美观等特点,已在我国越来越多的工程中采用.结合<铸钢节点应用技术规程>(CECS 235∶ 2008)的编制,从铸钢节点形式、铸钢材料选用、节点承载力计算方法、有限元分析原则、铸钢节点试验方法、节点构造和铸造工艺要求等方面对铸钢节点的设计进行了阐述,以便于工程技术人员更好地应用铸钢节点.     

铸钢相贯节点的设计与研究

通过对铸钢相贯节点的系统研究,归纳提出了铸钢相贯节点的类型,探讨了该类节点的设计过程与计算方法,提出了一些设计建议,并结合工程实例,具体研究了该类型节点的设计与计算.本文的研究结果不仅对推广铸钢相贯节点在工程中的应用具有一定的实际意义,而且可为即将编制的铸钢节点规范提供参考.     

单层柱面网壳铸钢节点承载力试验研究

针对单层柱面网壳梯形截面铸钢节点进行承载力试验研究,考察次梁是否加肋对铸钢节点强度和刚度的影响.采用ANSYS程序中Solid45单元进行有限元分析,在破坏模式、变形过程及节点承载力方面与试验结果进行对比分析.试验结果与数值结果吻合较好,说明了有限元分析的可行性.试验表明,未经加固的节点在1.0倍设计荷载作用下开始屈服,2.0倍设计荷载作用下节点域大面积屈服,不适宜继续承受荷载;加固的节点在2.0倍设计荷载作用下基本处于弹性状态,并且加固后节点刚度有较大提高.     

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。     

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。     

关于未来铸钢节点发展趋势与出路的探讨

铸钢节点由于设计自由度大、适应性好、力学性能优异而倍受青睐。铸钢节点在局部高应力区形成圆角圆滑过渡,既具有美观的流线型外形又避免了相贯切割及焊缝重叠引起的应力集中。随着高层,大跨建筑及新型结构的不断采用,铸钢节点大型化、复杂化趋势明显。受运输、吊装以及制造等条件的限制,超大铸钢件的应用面临诸多挑战。提出了一般铸钢件的适宜重量和尺度,认为超大铸钢件的适当拆分或采用组合式铸钢件不失为一个好的思路,但由此带来的一些相关技术问题需作进一步研究。     

新型装配式混凝土框架型钢节点试验

针对目前装配式混凝土节点连接复杂、湿连接多等问题,设计了3类（工字型钢、双腹板工字型钢、组合角钢）6个利用型钢连接的预制装配式混凝土梁柱节点,并开展了拟静力试验研究。通过试验现象及数据分析了各节点的破坏形态、抗震性能,研究了焊接连接形式、梁截面尺寸、截面形式对型钢节点力学性能的影响。结果表明:预制梁型钢与梁纵筋采用搭焊或预制板塞焊对节点性能影响不大;与标准现浇混凝土节点相比,工字型钢节点极限承载力显著提高,组合角钢与之相当,双腹板工字型钢略有降低;3类型钢节点均表现出良好的延性及耗能性能,能量耗散系数比现浇标准节点提高1倍以上;3类节点不同的破坏形态验证了提出的通过有意识地弱化节点邻近区域刚度而改善节点抗震性能的装配式节点设计理念。     

冷弯不锈钢管T型及X型节点设计

采用有限元方法,对冷弯不锈钢方管、矩形管支撑和弦杆中的T型、X型及预应力X型节点进行数值分析。考虑几何非线性和材料非线性,获得节点承载力、破坏模式及荷载-位移曲线。利用试验结果,对T型、X型矩形管、方管节点的非线性有限元模型进行修正,直到有限元结果和试验结果足够吻合。采用修正后的有限元模型对172个T型、X型节点进行参数分析,研究冷弯不锈钢管节点强度和性能的影响。将数值分析和试验中获得的节点承载力与按规范计算的设计承载力进行对比。对不锈钢管结构,采用澳大利亚规范、新西兰规范计算;对碳素钢管结构,采用国际管结构发展与研究委员会设计规范和欧洲设计规范计算。通过可靠性分析,分别评价本文提出的设计方法和现有规范的可靠度。结果表明:采用本文方法计算的设计承载力更准确、更可靠。     

天津梅江会展中心铸钢节点有限元分析

天津梅江会展中心节点设计部分选用大型铸钢件。对该会展中心的大展馆屋面结构体系中的主桁架——倒三角张弦桁架两端与钢柱连接的铸钢节点,利用Pro/E软件建立节点模型,并导入有限元软件进行弹性分析,得到各测点的应力值,并对这些节点的承载安全性做出评价。     

焊接管节点疲劳研究综述

为加深对焊接管节点疲劳问题的认识,对焊接管节点名义应力法、热点应力法、切口应力法和断裂力学法4种常用疲劳评估方法应用现状和存在问题进行介绍,从疲劳效应（热点应力集中系数）和抗力（热点应力幅S N曲线）2个方面对首推的热点应力法研究现状进行总结,探讨了管节点结构形式的发展趋势。结果表明:焊接管节点常用四大疲劳评估方法中名义应力法应用最广,但过于保守,热点应力法最被推崇,但仍有待进一步完善,切口应力法实施难度大,尚未在规范中使用,断裂力学法则适用于剩余疲劳寿命评估;对于传统的圆形和矩形钢管节点,已形成了较为系统的热点应力评估方法,对热点应力集中系数最大值可能发生位置、外推区域、热点应力集中系数计算公式、壁厚效应修正系数等方面进行了明确的规定;在传统的圆钢管和矩形钢管节点基础上,创新节点形式,提出了钢管混凝土节点、PBL加劲型钢管混凝土节点、圆管 方管节点和鸟嘴式节点,对比传统钢管节点,钢管混凝土节点热点应力集中系数降幅在25%以上,PBL加劲型矩形钢管混凝土节点降幅在50%以上,圆管 方管节点和鸟嘴式节点降幅则介于圆形钢管和矩形钢管节点之间。     

CCTV主楼复杂钢构件现场节点设计技术

CCTV主楼具有结构独特、钢构件截面形式多样、节点构造复杂等特点,现场节点设计是钢结构深化设计的难点和重点。本文通过描述工程中采取的构件分段原则和对接节点形式,介绍了CCTV主楼复杂钢构件现场节点设计技术。     

预制装配式型钢混凝土剪力墙试验对比研究

采用对比试验研究方式,通过对同尺寸、同配筋的现浇式型钢混凝土剪力墙试件和预制装配式型钢混凝土剪力墙试件的低周往复加载试验,研究了预制装配式型钢混凝土剪力墙的承载能力、滞回性能、刚度退化等抗震性能,以及灌浆销栓式套筒连接节点对型钢混凝土剪力墙抗震性能的影响趋势。结果表明,预制装配式型钢混凝土剪力墙的承载能力、刚度、耗能性能均略低于现浇式型钢混凝土剪力墙,但基本能够满足结构承载和抗震要求;对连接节点的分析可知,除了销栓的抗剪能力外,加强销栓与套筒和型钢之间的紧固,可以更好的提升套筒的连接性能。     

十字形钢管混凝土柱框架中节点抗震性能试验研究

以十字形截面钢管混凝土异形柱-钢梁框架中柱节点为研究对象,按1∶2比例设计了4个弱节点和强节点模型,通过施加恒定轴压比的竖向荷载和低周反复水平荷载,对节点模型进行了加载破坏试验。试验结果表明:弱节点试件破坏形态为节点核心区剪切破坏,随轴压比增大,试件受剪承载力提高,但其延性性能降低;强节点试件破坏形态为梁端受弯破坏,破坏前经历了较大的塑性变形,延性系数达到了5.65。由此可见,合理地设计钢管混凝土异形柱-钢梁框架中节点,可保证其延性破坏,实现"强柱弱梁,节点更强"的设计原则,满足抗震性能要求。     

美国钢框架结构抗震设计方法介绍

介绍了按美国规范进行钢框架抗震设计的要求与具体方法 ,重点介绍了缩小梁截面框架节点的设计 ,并结合工程设计实例详细地介绍了框架梁、柱、节点的计算过程 ,以供参考。     

钢框架刚性节点脆性断裂性能研究

以直接扩翼型、侧板加强型、翼缘板加强型、盖板加强型、狗骨削弱型和普通节点作为研究对象,对比分析6种钢结构典型刚性节点发生脆性断裂的可能性。研究采用ANSYS非线性有限元方法建模,以等效塑性应变指数(PI)和开裂指数(RI)作为断裂性能的判断指标,通过对比各类型节点的应力分布,分析3条指定路径和4个关键点的开裂指标,综合研究6种典型刚性节点的断裂性能,给出各类节点发生脆性断裂的关键位置,并得到翼缘板加强型节点防脆断能优于其他类型节点的结论。