变电构架柱的节点试验研究与有限元分析

提出变电构架柱新型螺栓连接柱头形式,通过试验研究和有限元计算相结合的方法,验证新型构架柱的可行性。首先,以有限元分析为基础,选取2.5 m构架柱柱头节点作为试验研究对象,分析盖板螺栓数量和竖板厚度变化对节点刚度和强度的影响;其次,结合试件底部位移实测数据对2.5 m节点进行计算,并将结果与实测结果比较,验证了模型计算的可行性;最后,对多种28 m构架柱进行计算,比较分析柱顶挠度和控制点Von-Mises应力,得出节点试件所对应的新型构架柱基本满足工程设计的强度和刚度要求,且与增加盖板螺栓相比,增大竖板厚度是提高构架柱刚度和强度较为有效可行的方法。     

大型变电站联合构架的结构设计例析

本文根据某750kV变电站工程进行了研究分析。联合构架采用钢管格构式钢结构,梁、柱采用螺栓连接。通过对联合构架结构规格的选择,采用空间软件分析计算,可以提高构架的整体可靠性,减少材料消耗量。     

整体卫浴与主体结构连接的结构方案及标准化

整体卫浴是一种高度集成的新型工业化生产加工的卫浴间产品。根据常见的整体卫浴尺寸设计与主体结构相连接的角钢框架,提出整体卫浴与主体结构连接的两种结构方案:整体卫浴与柱的螺栓连接和整体卫浴与次梁的螺栓连接,并根据构造要求、结构的受力特点、力学性能、考虑地震作用对结构的影响给出了具体的连接形式和连接尺寸,以期新方案可以推进标准化内装,进而促进钢结构住宅的发展。     

柱与柱法兰连接对多高层钢框架结构性能影响研究

为了研究装配式钢框架结构柱与柱螺栓连接半刚性节点对纯框架整体结构的影响,采用ANSYS有限元分析软件,对8层2跨钢框架整体结构进行了分析,研究了柱与柱半刚性连接钢框架在风荷载作用下的弹塑性性能,得到半刚性柱与柱连接节点对整体结构力学性能的影响规律。由于柱与柱半刚性连接节点的存在,钢框架在变形性能比刚性连接钢框架有一定提高,同时其侧向位移有所增大。对于柱与柱半刚性连接钢框架,由于柱与柱连接节点的柔性影响,会增大整体框架的梁端弯矩。     

箱形截面柱剪力键式全螺栓连接受力性能研究

为了解决传统箱形截面柱法兰连接节点对结构空间占用的问题，提出了一种箱形截面柱剪力键式全螺栓连接节点，并对2个全螺栓连接箱形截面柱和1个整体式箱形截面柱进行拟静力试验研究。观察了全螺栓连接箱形截面柱的破坏现象，分析了全螺栓连接箱形柱的滞回性能、承载力、刚度退化、延性以及耗能能力等受力特性。结果表明：整体式箱形截面柱和剪力键式全螺栓连接箱形截面柱均发生塑性铰破坏；滞回曲线饱满，具有良好耗能能力；剪力键和水平单向螺栓的设置可使全螺栓连接箱形截面柱承载力提高24.64%,竖向高强螺栓拉力降低29.44%;节点处钢连接件的设置约束了箱形截面柱的屈曲变形，与整体式箱形截面柱相比，全螺栓连接箱形截面柱的位移延性系数提高了26.47%;钢连接件间无滑移，剪力键式全螺栓连接节点连接可靠。通过剪力键式全螺栓连接节点与刚接节点有限元分析结果对比，表明在工程应用中箱形截面柱剪力键式全螺栓连接节点可等效刚接。采用GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》对箱形截面柱剪力键式全螺栓连接节点进行承载力验算，计算结果与试验结果吻合。     

简易避雷跨接线加工机具

正在建筑物防雷接地系统里,利用钢筋混凝土板梁、柱钢筋作为暗装引下线与外引预埋连接板,引下线与钢筋的连接应焊接或采用螺栓紧固的U形卡子连接。以混凝土柱钢筋作为引下线,且不少于两根直径16mm主钢筋,同时以金属构件连接等作为引下线,构件间须连接成电气通路。传统的避雷跨接线采用直径10mm的镀锌圆钢(图1),截成一定长度,工人用锤子将镀锌圆钢敲打出一定弧度,但这些措施费时费力,效率低下,增大了人工成本,且影响施工进度。     

变电构架人字形柱连接节点受力性能试验研究

变电构架人字形柱连接节点的构造和受力比较复杂,是构架结构的关键部位之一。结合某500 k V输变电工程,对构架节点受力性能进行了原型试验研究。结果表明,在正常设计工况下,构架节点处于弹性工作状态,具有较大的安全裕度。超加载至2.5倍设计荷载时,构架节点仍未出现整体破坏,仅在非节点区发生局部屈曲,法兰处螺栓基本未出现滑移和松动,焊缝处无明显裂纹,构架节点柱头顶板和底板应变较小。研究成果为进一步进行构架节点优化设计提供了参考。     

钢板箍螺栓连接高强复合螺旋箍装配整体式柱抗震性能试验

通过低周反复拟静力试验方法,研究钢板箍螺栓连接装配整体式柱的抗震性能。试验共设计4根长柱试件,观察各试件开裂、屈服、破坏全过程和破坏状态,得出各试件荷载-位移滞回曲线和骨架线,对比研究各试件承载力、延性和耗能能力,研究钢板箍螺栓连接方式的可行性。试验证明:钢板箍螺栓连接高强复合螺旋箍筋装配整体式柱和现浇整体柱具有相当的承载力和抗震能力,在连接可靠的情况下可以在工程中代替现浇柱。     

柱靴螺栓连接预制混凝土柱抗震性能试验研究

为研究柱靴螺栓连接预制混凝土柱的抗震性能,对4个柱靴螺栓连接预制混凝土柱进行了拟静力试验,并与整浇混凝土柱进行对比,研究其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能及承载力。此外,还结合相关文献中的试验数据,分析了柱靴与基础连接的转动刚度及接缝承载力。结果表明：柱靴螺栓连接预制柱均发生柱底接缝压弯破坏,且破坏集中在柱靴灌浆区域;轴压比为0.2的柱靴螺栓连接预制柱的底部结合面出现通缝,滞回曲线捏拢严重,其耗能能力较轴压比为0.5柱靴螺栓连接预制柱和相同轴压比整浇柱的差;柱靴螺栓连接预制柱的位移延性系数为3.04~3.79,极限位移角为1/49~1/32,具有较好的位移延性;柱靴与基础连接满足欧盟BS EN 1993-1-8刚性连接性能要求,可按刚性连接设计;对于小偏心受压柱靴螺栓连接预制柱,按JGJ 1—2014计算的正截面承载力与试验值之比平均为0.66,具有较高的安全度,但对于大偏心受压柱靴螺栓连接预制柱,二者之比平均为0.90,安全度偏低。在GB 50010—2010的基础上,引入混凝土极限压应变和抗压强度折减系数,分析了柱底接缝的传力机理,建立了考虑剪切影响的柱底接缝处正截面承载力计算方法。按该方法计算的大偏心受压柱靴螺栓连接预制柱的承载力与试验值之比平均为0.81,与配置高强纵筋整浇柱的平均结果相当。     

新型全螺栓连接钢框架抗震性能试验研究

针对方钢管柱与H形钢梁难栓接的问题,提出了一种新型全螺栓连接方式。这种连接方式舍去传统螺栓连接的螺帽,由直接在柱壁相应位置的攻丝充当,然后通过高强度螺栓把钢梁和方钢管柱直接连接。为了研究新型全螺栓连接方式运用在钢框架上的抗震性能,按照1:2比例模型,分别制作了采用传统栓焊连接方式(KJ-1)和新型全螺栓连接方式(KJ-2)的单层单跨钢框架。通过低周往复加载试验,对比分析了两者的破坏现象、承载力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化以及延性等抗震性能。结果表明,KJ-2比KJ-1承载力提高了16.1%,延性增加了13.7%,耗能提高了9.5%;二者的刚度退化程度接近。总体而言,采用新型全螺栓连接钢框架的抗震性能稍优于采用传统栓焊连接的钢框架的抗震性能。     

泥石流沟岸耦合三维数值仿真

泥石流具有强烈的破坏作用,泥石流与沟岸耦合作用导致岸坡破坏是山区沿河公路发生泥石流毁损的根本原因.在天山公路泥石流K630模型试验的基础上,基于流固耦合基本理论,采用三维数值仿真的方法,利用k-ε模型对泥石流沟岸耦合机理进行了仿真,得到了流体域与固体域的耦合云图与矢量场.通过对流体压力梯度场和应力场、速度场的分析,得到了泥石流沟岸耦合三维链式冲击作用规律.通过实体模型试验分析显示,三维数值仿真与试验实测规律吻合较好.     

Study on the bolting top-joint of substation truss-column

A new type of bolting top-joint of the substation truss-column was put forward and investigated in this paper. The top-joint is composed of one cover plate and two built-up tubes connected with high-strength bolts. The members of the bolting top-joint are much smaller than the common welding top-joint, the members are more convenient for fabrication, transportation and installation and the zinc process is much easier and cheaper. Firstly, as the dimensions and design loads of the welding truss-column in a 500 kV substation is concerned, the mechanic characteristics of 28 m long truss-columns including three bolting columns and one welding column were investigated numerically using finite element method. The results show that the mechanic characteristics of the proposed bolting truss-columns are comparative with those of the traditional welding truss-column. Then, the experimental model of bolting top-joint with 1:1 scale was built and the mechanic characteristics were studied experimentally. It was obtained from the numerical and experimental results that both the stiffness and the intensity of the proposed bolting top-joint depend on the thickness of the vertical plate as well as the number of bolt connections in the cover plate, and the bolting truss-column with this new kind of bolting top-joint could be used in substation structures instead of the common welding truss-column.     

变电构架中高架柱与人字柱的节点优化

A形钢管是变电构架中最常用的变电构架柱形式,但在高架柱和人字柱连接节点处,特别是对于变电构架柱体系端部带有斜腿撑的人字柱,节点构造尤为复杂.本文通过一个实际工程中所用的变电构架柱中高架柱与人字柱连接节点进行有限元计算,提出了连接节点处加劲肋布置的优化方案.在此优化的基础上,进行了以高强钢为材料的计算分析,得出的此种布置...     

建筑钢结构箱形柱的大热输入焊接

介绍了建筑钢结构箱形柱用１～３根焊丝大热输入埋弧焊一道焊完成超厚板角接头的焊接和隔板用非熔嘴上升式电渣焊,大大的提高了焊接效率和质量,将有助于促进我国建筑钢结构焊接技术的发展．     

钢管混凝土桁架新型节点试验研究

对6个圆形钢管节点板式节点和6个钢管混凝土节点板式节点进行了对比试验研究。试验结果表明:空钢管试件在达到极限荷载时,节点板下空钢管发生严重局部屈曲而丧失承载力;钢管混凝土节点则在节点板下只发生轻微局部屈曲现象,具有较高的承载力。相比之下,钢管混凝土的承载力明显高于空钢管的承载力,并具有更好的延性性能。在钢管混凝土桁架中采用节点板式节点可比相贯节点更加方便、可靠。     

中国铁路桥梁钢结构设计及市场机遇

介绍中国铁路钢桥从铆接、栓接、栓焊，整体节点全焊接的发展进程，典型桥架设计及焊接技术的进步，并综述中国未来铁路钢桥采用钢结构的技术发展趋势及市场机遇．     

等截面斜腿刚架平面内整体稳定性能研究

用ANSYS有限元程序,考虑几何非线性,对等截面斜腿刚架进行了大量的荷载-位移全过程分析。分析中考虑了柱倾斜角度、柱高度与跨度比和梁的起拱坡度等参数,以及梁上均布荷载和集中力两种加载形式,最后给出了斜腿刚架的各种失稳模式和相应刚架柱的计算长度系数,供设计时参考。二阶弹塑性算例分析表明,在利用有效长度法进行斜腿刚架平面内整体稳定性验算时,除刚架柱外,还要验算梁的稳定性。     

冲击荷载作用下带下部钢管柱单层球面网壳结构动力响应分析

为研究带下部钢管柱的单层球面网壳在冲击荷载下的动力响应,在ANSYS/LS DYNA中建立70 m跨度带下部钢管柱的K8型单层球面网壳与正方体冲击物的数值模型并进行数值分析。根据结构动力响应和最终变形,总结了结构在冲击荷载作用下的4种响应模式,并分析了各响应模式下的动力响应（冲击力、节点速度、节点位移、杆件应力）特点。通过改变冲击点位置以及下部柱高度等参数,分析这些参数对带下部钢管柱的单层球面网壳结构响应模式的影响,揭示了结构响应随各参数的分布规律。研究结果表明:水平侧向冲击作用下结构的冲击力主要为等腰三角形脉冲荷载;冲击柱顶点时,上部结构有杆件失效,结构的节点水平位移和杆件应力最大;冲击柱高度较低时,冲击力峰值较小,节点最大水平位移和杆件最大应力较大。     

植筋混凝土柱延性和耗能能力的试验研究

介绍了4个JGN,RE500结构胶植筋混凝土柱在水平反复荷载作用下的试验现象及结果,并与非植 筋柱进行了比较,探讨了锚固长度、焊接等因素对植筋混凝土柱延性和耗能能力的影响。结果表明,实测轴压 比0.3、锚固长度15d以上的焊接(焊接高度10d)、非焊接植筋混凝土柱具有良好的延性和耗能能力。