波折腹板钢梁柱半刚性外伸端板连接节点滞回性能研究

为研究波折腹板钢梁柱半刚性外伸端板连接节点的滞回性能,采用ANSYS有限元软件,对半刚性外伸端板连接节点施加循环荷载,得到其弯矩-转角滞回曲线,分析节点的受力特性和延性系数;分别调整梁腹板高度和厚度,分析其对弯矩-转角滞回曲线的影响。结果表明:随着荷载的增大,残余变形的累加,节点承载力和刚度逐渐降低,弯矩-转角滞回曲线由线性特征转变为非线性特征;梁腹板高度和梁腹板厚度对节点的延性系数和滞回性能影响显著。     

波折腹板钢梁柱弱轴半刚性连接性能研究

为研究波折腹板钢梁柱弱轴半刚性连接的性能,采用有限元软件ANSYS建立三维实体有限元模型,对连接进行加载模拟,得到弯矩-转角曲线、最大荷载时的节点区位移和von Mises应力云图、端板及节点附近柱腹板应变和变形,分析连接的受力性能。讨论了梁腹板高度、端板厚度和螺栓直径对弯矩-转角曲线的影响。研究结果表明:与梁受拉翼缘连接处的端板及与节点区域柱上加劲肋附近的腹板变形是梁柱产生相对转动的主要因素;梁腹板高度对连接的初始转动刚度及抗弯承载力有显著的影响;当板厚度与螺栓直径较小时,端板厚度与螺栓直径的变化对节点连接性能有较大的影响;随着外荷载的增加,弯矩-转角曲线由线性特征转为非线性。     

局部钢管混凝土柱半刚性节点性能研究

通过足尺试验和有限元模拟分析研究半刚性连接节点的弯矩和相对转角之间关系。通过试验得到了描述这些试件弯矩和相对转角之间关系的数据、试件的初始刚度及极限承载力。利用有限元软件ANSYS对试验的二组半刚性节点试件进行了有限元模拟分析,考虑了材料和几何非线性。     

梁柱连接组合节点弯矩-转角关系研究

梁柱连接组合节点传递着梁柱之间的弯矩和剪力,是钢框架中的重要组成部分,也是钢框架设计中的关键部位之一。弯矩-转角关系是梁柱连接组合节点的主要力学性能,它反映着节点的初始刚度、抗弯承载力和转动能力,直接影响着钢框架体系的变形、极限承载力与整体性能。梁柱连接组合节点连接方式多样、构造形式种类繁多、几何参数多变、各组件受力状态与性能复杂等特性决定了弯矩-转角曲线是非线性的。而弯矩-转角曲线的非线性造成其难以拟合和预测。目前,半刚性连接组合节点的试验与理论研究有了较大的进展。本文归纳和总结了国内外梁柱半刚性连接组合节点弯矩-转角关系研究,包括试验研究和理论模型,并指出了今后需要进一步研究的重点与方向。     

半刚性螺栓球节点空间网壳结构受力性能研究

空间结构中常用的节点多数都是介于刚接和铰接之间的一种半刚性节点。国内对用于空间结构中的半刚性节点以及半刚性节点网壳的研究目前还比较少。基于半刚性节点的试验研究,得到了螺栓球半刚性节点在弯矩荷载和压弯荷载共同作用下的弯矩-转角曲线。利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了用于空间半刚性网壳结构的有限元分析模型。最后,将由试验得到的节点的弯曲刚度带入半刚性凯威特单层网壳的数值模型中,考虑几何参数和节点刚度对半刚性网壳稳定性的影响,展开了大规模的弹塑性全过程分析,通过系统的参数分析,较为全面地掌握了半刚性单层网壳的稳定性能,并进一步总结得出了螺栓球半刚性节点单层球面网壳的稳定承载力公式。     

基于三参数模型顶底翼缘角钢连接的形状系数研究

基于适合结构分析的三参数模型,选取8个节点模型,利用大型有限元分析软件ANSYS 10.0对上下翼缘角钢半刚性连接节点进行分析,并与已有的试验数据进行校准,得到连接节点的弯矩-转角曲线。利用数值分析方法拟合连接节点的弯矩-转角曲线,得到每个节点弯矩-转角曲线的形状系数值。研究表明,利用数值拟合方法得到的拟合曲线和试验曲线与有限元曲线吻合较好,拟合得到的形状系数值相差较小。通过对比节点初始刚度、极限弯矩值以及各曲线拟合结果,建议顶底翼缘角钢半刚性节点的形状系数n取值为1.9。     

梁柱齐平端板半刚性节点力学性能研究

为研究对齐平端板半刚性节点的力学性能,在试验的基础上,运用有限元软件ANSYS对典型截面半刚性节点进行静力及循环荷载加载分析,并通过改变柱翼缘、连接端板厚度和螺栓排列方式,以及增加节点域加劲肋,研究其对节点所受弯矩与梁柱相对转角曲线(M-θ曲线)的影响。有限元计算结果表明:在静力荷载作用下,M-θ曲线初期以线性关系变化,柱翼缘发生屈服后,节点表现明显的非线性特征;在循环荷载作用下,节点破坏时柱翼缘应力深入节点域发展,导致节点刚度逐渐退化,使得滞回曲线饱满,表明该节点具有较好的抗震特性。参数化分析结果表明:连接端板厚度对节点力学性能影响不大;增加柱翼缘厚度或者增设节点域加劲肋,均能显著提高节点的极限承载能力;适当减小螺栓边距能够有效提高节点的初始转动刚度和抗弯承载力。     

新型插盘式脚手架的试验和数值模型研究

为研究一种新型插盘式脚手架的力学性能,对三跨两步脚手架体系进行足尺试验研究,得到其极限承载力、破坏模式及顶层节点的荷载一位移曲线.这种新型脚手架的承载力显著高于传统扣件式脚手架,破坏模式为单根竖杆的屈曲破坏.采用通用有限元软件ANSYS对试验中的脚手架体系建立三维杆系计算模型,考虑材料的弹塑性及结构的几何非线性,进行非线性极限承载力分析;并引入转角弹簧和轴向弹簧单元分别模拟梁柱节点半刚性以及支撑与节点的连接刚度,通过改变弹簧单元的刚度对整个结构进行参数分析,得到与试验结果较吻合的数值分析模型.试验和数值分析结果对比研究表明:支撑连接刚度对结构的极限承载力和抗侧刚度影响显著;但梁柱节点的半刚性对其影响不大,为计算简便,梁柱节点可按铰接处理.     

上下翼缘角钢半刚性连接性能的图表分析法

半刚性连接是目前高层钢结构建筑中常用的一种梁柱连接形式.采用三参数幂函数模型确定连接的弯矩-转角关系,推导上下翼缘角钢梁柱半刚性连接的初始刚度公式和极限弯矩公式.通过一系列的图表对影响上下翼缘角钢半刚性连接节点的初始刚度和极限抗弯承载力的主要因素进行理论分析,与试验结果吻合较好,为半刚性连接节点的分析设计提供参考.     

T形钢连接半刚性梁柱节点受力性能研究

轻钢结构施工速度快,适用于办公楼、仓库、体育场馆及低、多层住宅建筑等,但其节点区受力复杂、影响因素多、节点设计和相关规范不够完善。为分析螺钉个数、间距、直径等因素对T形钢连接的梁柱半刚性节点区受力性能的影响,得到节点的弯矩-转角曲线模型,对该类梁柱节点进行静力试验研究;采用ABAQUS有限元分析软件对其受力性能进行模拟,验证模型的有效性,在此基础上进行参数分析,建立梁柱节点的弯矩-转角数学表达式。结果表明：节点的破坏模式均为自攻螺钉被剪断; 随着自攻螺钉个数、间距、直径的增加,其极限弯矩和初始转动刚度逐渐增大,其中螺钉个数影响最大;通过回归分析建立的梁柱节点弯矩-转角表达式偏于安全,可供后续设计参考。