改进型钢结构梁柱节点非线性有限元分析

对 4种不同构造形式的钢框架梁柱节点进行了非线性有限元分析 ,研究了节点局部构造对应力分布、塑性区分布及极限承载力的影响 ,分析了焊接孔末端的应力分布状况。文中对不同节点的力学性能进行了分析比较 ,计算结果与试验结果吻合较好。     

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。     

弦杆受压大直径空间相贯节点足尺模型试验与设计研究

针对贵阳奥体中心主体育场罩篷空间钢管桁架屋盖中的上、下弦相贯节点,进行了足尺节点破坏试验。详细介绍了试验方案、过程、现象和结果。根据试件的受力全过程特点,进行了试验数据分析,了解各加载阶段相贯节点的应力分布情况,得出了此工程节点的破坏模式。并运用有限元软件,从应力、应变和位移三方面对钢管相贯节点进行全过程屈曲分析。揭示了相贯节点的受力性能、塑性区的扩展过程和节点区的应力、应变分布状态,进一步确定了空间相贯节点的破坏准则和承载力确定准则。将节点试验结果、有限元计算结果和规范计算结果进行了对比,并对空间相贯节点的空间相关性予以分析和探讨。     

中海广场钢管混凝土柱-钢梁节点性能研究

采用试验的方法对中海广场钢管混凝土柱-钢梁节点的性能进行了研究,得出该种节点的破坏形式、主要力学性能指标以及加强环上的应力分布。试验结果表明该种节点形式的承载力高、延性好,节点区加强环受力均匀,满足强柱弱梁的设计原则。对试验节点进行了有限元分析,数值分析结果与试验数据吻合较好,可为推广该节点形式的工程应用提供可靠依据。     

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。     

钢筋混凝土框架节点的传力机理分析

钢筋混凝土框架节点的传力机理历来存在分歧,由试验又不能测量节点区混凝土各部分应力应变.运用有限元分析程序得出的节点区混凝土的应力应变分布,结合节点试验结果对节点传力机理进行了分析,探讨了何种现有传力机理理论更加合理.     

偏心受压作用下铸钢分叉节点受力性能试验研究

为了了解树状柱结构中的铸钢分叉节点在轴力和弯矩共同作用下的受力性能,对一个典型的铸钢三分叉节点进行了足尺模型偏心受压试验,试验在1 000t微机控制电液伺服压力试验机上进行,对铸钢三分叉节点主管进行偏心加载,偏心距200mm,分析了节点的位移变化和应力分布特征。采用Solid Works软件建立与试验节点相对应的分析模型,然后导入ANSYS软件对该节点进行有限元计算,将其计算结果与试验结果进行对比。进而提出了基于主管破坏的节点承载力计算公式。研究结果表明,试验结果、有限元计算结果及承载力计算公式计算的结果三者吻合较好,节点在受压侧与受拉侧的应力水平差异明显,弯矩作用影响显著。     

杭州国会中心焊接节点试验的设计与分析

针对杭州国际会议中心梁柱焊接节点进行了试验的方案设计和结果的有限元对比分析.在方案设计中,为比较真实荷载和简化荷载对节点引起的差异,通过有限单元法进行了数值模拟.通过对节点1/3缩尺模型试验的跟踪测试,得到了节点表面各测点的应力分布及测试值,测试结果表明节点的强度满足3倍设计荷栽的要求.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,测点的实测应力和有限元分析结果基本吻合,表明有限元分析的结果能真实反映节点的实际受力性能.两者之间的相互印证表明可以由有限元分析数据推断由于试验限制而不能测量的节点内部的应力数值及分布情况.最后对节点的受力性能和安全性做出了评价.节点试验表明在数倍设计荷载作用下,构件及节点的承载和变形能力都较强,并体现了"强柱弱梁,节点更强"的设计理念.所采用的试验方法和计算手段可供类似的工程应用参考.     

钢梁柱节点受力性能的有限元分析

采用ANSYS大型有限元结构分析软件，对钢框架梁柱节点进行了弹塑性有限元分析，得出其应力分布变形特征及极限承载力。ANSYS计算分析的结果与有关理论及试验研究结果吻合较好。并对梁柱节点的力学性能进行了分析，即对梁柱节点形式进行了优化分析处理，提出了更为经济合理的更有利于改善节点抗震性能的改进型结构。     

半刚性梁柱连接框架中柱节点有限元分析

针对4个不同厚度T型钢连接的空间中柱节点进行有限元模拟,分析节点的应力分布、螺栓预紧力变化等受力特性,并将已有试验结果与有限元结果进行对比分析。结果表明:节点的较大应力位置主要分布在T型钢翼缘与腹板交界处以及节点域;强轴螺栓预紧力较弱轴方向损失严重;T型钢连接件厚度增加,节点的承载能力、延性也相应增加,但对节点的耗能性能影响不大;试验结果与有限元结果吻合较好。     

装配式大板结构竖缝抗震性能研究

以试验为基础，研究了装配式大板结构竖向齿槽接缝在反复荷载作用下的受力过程，分析了竖缝的抗震性能及受力机理。认为竖缝最大承载力随接合筋直径的增大而增大，与接缝宽度几乎没有关系；反复荷载作用下，竖缝抗剪能力降低。提出了竖缝抗剪承载力计算公式，并对试验值与计算值进行比较，二者吻合较好。     

端板连接节点对门式刚架整体性能的影响分析

传统钢结构设计中将高强螺栓端板连接作为刚性节点,而实际情况下这种连接形式与计算结果有差异.采用有限元方法针对8种不同计算跨度的轻型门式刚架建立了三维整体有限元模型,分析了高强螺栓端板连接的节点刚度对门式刚架内力和位移的影响.计算结果表明,高强螺栓端板连接是一种半刚性连接形式,节点刚度对门式刚架整体结构的内力和变形将产生较大影响,在门式刚架的分析和设计中,应考虑节点半刚性的实际影响.     

A study to enhance the deformation capacity of beam-to-column connections using high strength steel having high yield ratio

As structures are becoming bigger and more having long span, construction materials are also becoming higher performance materials. In response to this trend, 800MPa tensile strength class structural steel was developed in South Korea. Currently, many experiments applied high strength steel about flexural members, compression members, and connections are continuously conducted, but the design guideline for high strength steel has yet to be established. From among these, it is more difficult that planning of ductile beam-to-column connections because of the high yield ratio, which is the characteristic of high strength steel and related studies are not sufficient. Therefore, This study proposed connection details for the purpose of enhancing the deformation capacity of high strength steel beam-to-column connections and it conducted full-scale experiment and FEM analysis using the connection detail as the variable. As the connection detail, it applied non-scallop welding method and improved horizontal stiffener construction method. Especially, it suggests the stress balance design formula for the improved horizontal stiffener construction method, in order to improve the efficacy of strain distribution. Through the results of experiment and FEM analysis, it was analyzed structural performance of connections with proposed details, and it suggested the design scope of the improved horizontal stiffener.     

外伸端板中节点火灾行为的试验研究

采用自行研制的火灾试验炉对3个中节点试件进行了抗火试验。试件采用足尺形式,柱长3 000mm,单侧梁长1 350mm。通过试验,得到了节点在同一荷载不同温度下的温度-转角关系。试验表明,端板连接具有良好的延性和抗火能力,节点的极限转角都超过了0.03rad;端板厚度对节点破坏温度和破坏时的极限转角影响不大;柱腹板设加劲肋可以明显提高节点的破坏温度和极限转角。最后根据试验结果提出了设计和施工建议。     

方钢管混凝土柱-钢梁节点非线性有限元分析

利用非线性有限元软件ANSYS,对钢材采用Von-Mises屈服条件和双线性随动强化本构关系,对混凝土采用前人总结的弹塑性本构关系,对混凝土裂缝和高强螺栓连接的面-面接触等问题采用ANSYS提供的判别准则,采用三维实体单元对带内隔板的方钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点进行了三维建模,模拟分析了钢管混凝土柱中钢材、混凝土强度等级等因素在单调加载和低周反复加载下对节点受力性能的影响,并对节点抗震指标进行了分析比较,得到的有限元分析结果可供试验和设计参考。     

高强度螺栓外伸端板连接有限元模拟方法研究

高强度螺栓外伸端板连接节点可用不同的有限元方法进行模拟.对典型高强度螺栓外伸端板连接的ANSYS有限元模拟方法进行了比较研究,分别建立了T型件简单模型和复杂实例进行有限元分析,通过对比有限元单元数量、建模难易程度以及计算耗时等,分析了各种有限元模拟方法的特点.通过有限元结果与试验结果的比较,给出了一种建议的模拟方法.研究结果表明,直接粘贴方法虽然具有建模简单的优点,但是该方法由于过分放大了连接板系统的强度和刚度,因而基于该方法获得的应力和位移都比实际情况小;耦合螺孔节点方法虽然能比较接近的模拟连接节点受力性能,但该方法的最大问题是耦合节点处的应力和位移会发生畸变,与实际情况不符;预拉力加接触方法虽然建模较复杂,但计算结果最为合理,与实际连接节点受力情况吻合较好.     

半刚性连接组合梁框架足尺模型模拟地震振动台试验

为了研究半刚性连接组合梁框架在地震作用下动力特性以及破坏模式,为半刚性框架抗震设计及在地震区的使用提供依据,进行了1个足尺半刚性连接组合梁框架结构模型振动台试验研究。通过试验,分析了小震、中震和大震作用下半刚性连接组合梁框架结构的动力特性、位移反应、加速度反应、半刚性组合节点内力反应、结构破坏模式。研究结果表明:半刚性连接组合梁框架具有较好的抗震性能,在罕遇地震作用下(1.20g),整体结构仍然没有明显损坏,结构破坏形式为半刚性组合节点和柱脚处产生较大塑性变形,半刚性连接框架结构完全可以在高抗震设防烈度地区使用。对试验框架建立有限元分析模型,进行结构的非线性动力时程分析,计算结果与试验结果较为接近。     

弱轴半刚性角钢连接节点的伪静力试验研究

目前关于半刚性连接性能的分析主要集中在梁与柱强轴连接上,而对于梁与柱弱轴连接的研究并不多。通过顶底角钢与H型钢柱弱轴连接节点的伪静力试验,分析了两种弱轴顶底角钢连接节点在循环荷载作用下的受力性能和破坏机理。研究结果表明,该连接节点是典型的半刚性连接节点,具有明显的非线性性质,在地震荷裁作用下具有稳定的滞回性能和良好的耗能性能。     

钢框架结构顶底角钢梁柱连接滞回性能研究

通过对顶底角钢梁柱连接原型模型进行循环荷载作用下的试验研究,以及对试验模型进行非线性有限元分析计算,全面分析了顶底角钢梁柱连接节点在循环荷载作用下的破坏机理和极限变形状态,研究了高强螺栓预紧力,角钢与梁、柱之间的接触压力等节点组件之间的力学特征,对工程设计有重要的参考价值。     

弱轴半刚性角钢连接节点的伪静力试验研究

目前关于半刚性连接性能的分析主要集中在梁与柱强轴连接上,而对于梁与柱弱轴连接的研究并不多.通过项底角钢与H型钢柱弱轴连接节点的伪静力试验,分析了两种弱轴顶底角钢连接节点在循环荷载作用下的受力性能和破坏机理.研究结果表明,该连接节点是典型的半刚性连接节点,具有明显的非线性性质,在地震荷载作用下具有稳定的滞回性能和良好的耗能性能.