半刚性节点取值对高大模板支撑体系极限承载能力的影响

随着经济的发展,扣件式模板支架应用的越来越广泛。然而由于施工缺陷扣件式模板支架的直角扣件达不到进一步相应规范要求,由此引发的安全事故越来越严重。直角扣件是介于刚接和铰接的半刚性节点,资料表明半刚性节点的取值对其极限承载力有一定的影响。文中运用特征值屈曲分析,结合数值分析方法,进一步探究与极限承载力的关系。研究表明,拧紧力矩较小时,初始转动刚度值的变化对承载力影响非常显著,性扣件式模板支撑体系的极限承载力值随半刚性值的增大呈非线性增大。     

碗扣式模板支撑体系节点半刚性研究

碗扣式模板支撑体系中上碗扣的拧紧程度对节点初始刚度有较大影响,而节点初始刚度大小又决定架体稳定承载力的大小。使用MATLAB应用程序对两者之间进行二阶及三阶数值拟合,发现三阶拟合结果的精确度要高于二阶拟合结果,并给出三阶拟合表达式。应用ANSYS有限元软件建立与实体相对应的模型,模拟节点在铰接、刚接以及不同初始刚度情况下支撑体系稳定承载力的变化情况,并将模拟结果与实际架体稳定承载力进行对比。发现节点为铰接和刚接连接状态时的模拟结果与实际架体相差较大。当节点拧紧力矩在35N.m~50N.m(节点初始刚度在39.25kN./rad~54.07kN./rad)之间的节点半刚性模型模拟结果与实际架体承载力较为接近。     

满堂扣件式钢管脚手架不同步距承载力影响分析

目前满堂扣件式钢管脚手架安全计算扣件节点普遍按刚性考虑,实际施工主要凭经验搭设,时常会发生脚手架坍塌等安全事故,结合某工程架体搭设高度9.2m,论文考虑扣件节点半刚性,通过室内试验得到在不同拧紧扭力矩值下的直角扣件转角刚度,建立该工程满堂扣件式钢管脚手架模型,运用SAP2000有限元软件分析不同步距下对架体承载力的影响,得到该工程步距1.285m最为合理。其研究方法和结论可为工程借鉴。     

扭剪作用下钢管支架直角扣件受力性能试验分析研究

通过构造6组直角扣件连接节点试件,进行了连接节点同时承受扭转力和滑移力的试验.试验结果表明:扣件紧固力矩越大,扣件连接节点的初始抗扭刚度越大;不同紧固力矩的扣件连接节点,在较小的扭剪作用下,其初始扭转刚度变化不大,当试件受扭剪作用逐渐增大时,紧固力矩大的直角扣件抵抗变形的能力增强.通过统计回归分析,得出直角扣件连接节点初始扭转刚度与紧固力矩的关系,以及扭转力矩与杆件转角关系.调整了钢管支架连接节点考虑扭剪效应时无侧移和有侧移架体立杆的计算长度系数,并与纯扭效应下的计算值进行了对比分析,得出扭剪同时作用下更不利于钢管支撑架体的稳定.     

扣件不同紧固力矩对工字钢悬挑钢管外脚手架变形影响分析

目前,工字钢悬挑钢管外脚手架的安全验算中扣件普遍按照铰接节点考虑,施工中多根据经验选择搭设参数,有一定的局限性,使得架体存在安全隐患.通过室内试验确定直角扣件在不同紧固力矩值下的弯矩—转角关系曲线,结合搭设高度19.2m的实际工程,运用有限元软件SAP2000建立考虑扣件节点半刚性的三维模型,分析扣件不同紧固力矩对工字钢悬挑钢管外脚手架变形的影响.得出直角扣件紧固力矩值设置为40N·m时,该工程挠度变形最为合理.研究方法和结论适合应用于相似架体设计.     

外套管式梁柱节点初始刚度的理论计算模型

针对新型外套管式梁柱连接节点,考虑节点域外套钢板的构造形式,将节点分解为若干组件,求得各组件初始刚度;然后将各组件初始刚度进行组装,得到外套管式节点初始刚度.通过与相关试验结果和有限元分析结果的对比研究,表明外套管式节点初始刚度的计算方法具有足够精确性,可用于节点刚性的判断和参数研究.利用EC3规范对多高层钢结构中常用的外套管式节点进行定量判定,得出其为半刚性节点的结论.     

半刚性节点初始刚度的组件式计算模型

为了简便、准确地模拟半刚性梁柱节点的力学性状,在欧洲规范（EuroCode3）组件方法的基础上,建立各种荷载模式下T型件的组件式模型,并通过将梁柱半刚性节点等效为一系列T型件的组合,建立由一系列等效弹簧与杆件组成的半刚性梁柱节点的组件式计算模型.与EuroCode3相比,该方法的特点在于以T型件为基本分析单元,采用单个弹簧代替多个弹簧来模拟每个T型件.结果表明,T型件的拉力-位移关系曲线与精细数值计算、试验成果吻合良好,且计算的梁柱节点初始刚度、弯矩-转角关系曲线与试验值很接近,验证了本文方法的正确性.     

考虑初始缺陷的扣件式钢管模板支架极限承载力研究

以扣件式钢管模板支架整体稳定性试验模型为计算模型,结合材性试验和节点半刚性试验,在有限元软件ANSYS中建立了具有材料多线性随动强化和节点半刚性的整架模型.以实测缺陷为依据,对架体进行一致缺陷模态法和随机缺陷模态法的缺陷非线性稳定分析,结果证明了该有限元模型的正确性和一致缺陷模态法在分析扣件式钢管模板支架结构时的可行性,并指出扣件式钢管模板支架结构应属于缺陷敏感结构.通过对结构试验、一致缺陷模态法和随机缺陷模态法计算的结构失稳模态和荷载位移曲线的对比研究,验证了扣件式钢管模板支架结构的脆性失稳破坏特征,并得出了一些有意义的结论.     

碗扣式钢管支架承载力试验结果分析

与普通扣件式钢管模板支架相比,碗扣式钢管模板支架具有搭设更加方便、节点性能更加稳定、受力性能更加良好等优点,在各类建筑工程中得到越来越多的应用,然而至今还没有成熟的技术规范,使其工程应用存在隐患,也制约了其进一步的推广。本文开展了4×4跨碗扣式钢管模板支架承载力的试验研究与有限元分析,以期为碗扣式钢管模板支架设计与施工提供指导。     

碗式半刚性节点网壳弹塑性稳定分析

碗式节点(Socket-joint)具有一定的抗弯承载力,是一种典型的半刚性节点,也是一种新型的大跨空间结构节点形式.为能够较准确地得出碗式节点的弯矩-转角曲线,使用有限元软件ANSYS对其进行数值模拟,研究了碗式节点的弯曲刚度特征,得到节点的弯矩-转角曲线.在此基础上,研究了40m的K8型半刚性节点的单层球面网壳的弹塑性稳定性能,分析了网壳在矢跨比,节点的弯曲刚度,网壳分频数等参数变化的情况下,网壳极限承载力的变化规律.通过参数分析,较为全面掌握了碗式半刚性节点单层球面网壳的稳定性能.     

T形钢连接梁柱半刚性节点初始转动刚度计算公式

为了确定T形钢连接半刚性节点的初始刚度,分析T形钢连接梁柱节点的变形特征.以节点处与梁端受拉侧翼缘相连的T形钢为研究对象,将T形连接件翼缘受力视为简支梁,建立T形钢连接节点在弹性阶段的初始转动刚度计算模型,推导初始转动刚度的计算公式.采用数值模拟和已有试验数据,对所推导公式进行对比分析.结果表明,节点的初始转动刚度主要取决于T形钢连接件的翼缘厚度、T形钢翼缘上螺栓的位置和梁的高度,通过推导公式所得的初始刚度大于数值模拟和试验所得刚度.为了更加准确地预测节点初始转动刚度,引入刚度修正系数,分别采用修正后的刚度公式和已有的计算公式计算案例.结果表明,修正后的刚度公式能够更好地符合试验结果.     

满堂扣件式钢管支撑架门洞宽度对其受力特征的影响

为了探讨门洞宽度对满堂扣件式钢管支撑架受力特征的影响,通过SAP2000大型有限元软件建立有限元模型,基于节点半刚性分析了门洞宽度变化对其在荷载作用下的弯矩、剪力、轴力分布特征的影响,得出门洞宽度对满堂扣件式钢管支撑架内力的影响规律。     

顶底角钢带腹板双角钢半刚性连接的试验研究

通过5个原型试件在循环荷载作用下的拟静力试验,分析了各种节点的能量耗散机制.这些节点是在钢框架中的顶底角钢半刚性连接和顶底角钢带腹板半刚性连接.通过试验测量,梁柱节点重点部位的应变情况和节点域加劲板的变形情况,给出了各类型节点的M-θr滞回曲线,计算了节点初始转动刚度R0、试验终止时的节点弯矩Mmax, 试验终止时节点转角θr和梁截面塑性弯矩Mpb.所得结论对工程设计和施工将具有重要的指导意义.     

顶底角钢带腹板双角钢半刚性连接的试验研究

通过5个原型试件在循环荷载作用下的拟静力试验，分析了各种节点的能量耗散机制。这些节点是在钢框架中的顶底角钢半刚性连接和顶底角钢带腹板半刚性连接。通过试验测量，梁柱节点重点部位的应变情况和节点域加劲板的变形情况，给出了各类型节点的M-θr滞回曲线，计算了节点初始转动刚度R0、试验终止时的节点弯矩Mmax，试验终止时节点转角θr和梁截面塑性弯矩Mpb。所得结论对工程设计和施工将具有重要的指导意义。     

扣件式钢管模板支架的直接分析法研究

直接分析法作为基于二阶非线性分析的高等分析方法,可以真实的反映出结构的初始缺陷、节点半刚性、结构和材料的非线性行为,反映出更准确的结构内力.扣件式钢管模板支架作为细长临时支撑结构,针对其杆件和连接非线性行为显著、明显的二阶效应、初始缺陷较大等特点,采用直接分析法对扣件式钢管模板支架设计,可获取更准确的整架体系非线性行为...     

基于整架试验的扣件式钢管脚手架半刚性节点计算方法

扣件式钢管脚手架是目前国内建筑施工中使用最广的脚手架形式.在目前的几种计算模型中,半刚性节点模型最能反映扣件连接的特点,然由于建筑施工的特点,由单个扣件实验测得的节点本构关系在实用中是不可信的.本文通过对脚手架整架承载力试验结果的反分析,求得了节点旋转刚度系数,并建立了考虑节点半刚性连接的脚手架计算模型.比较了本模型与规范(JGJ130-2001)计算结果的差异,发现按照规范计算,其结果是偏于安全的.     

基于整架试验的扣件式钢管脚手架半刚性节点计算方法

扣件式钢管脚手架是目前国内建筑施工中使用最广的脚手架形式。在目前的几种计算模型中,半刚性节点模型最能反映扣件连接的特点,然由于建筑施工的特点,由单个扣件实验测得的节点本构关系在实用中是不可信的。本文通过对脚手架整架承载力试验结果的反分析,求得了节点旋转刚度系数,并建立了考虑节点半刚性连接的脚手架计算模型。比较了本模型与规范(JGJ130—2001)计算结果的差异,发现按照规范计算,其结果是偏于安全的。     

梁柱节点刚度对无支撑钢框架性能的影响

采用有限单元法对不同层数及跨数的无支撑钢框架进行了单向和循环加载有限元分析与对比,研究了梁柱节点刚度大小对框架的抗侧刚度、屈服荷载、屈服位移、滞回性能、破坏模式等性能的影响。结果表明:随着节点转动刚度的逐渐降低,框架侧向刚度减小,侧移增大,框架柱脚很容易率先屈服,梁端很难形成塑性铰,导致结构耗能能力降低;节点刚度达到106kN.m/rad时,框架性能与理想刚接基本一致,可以看成刚性连接框架;节点刚度小于103kN.m/rad时,可以看成铰接框架;节点刚度介于103～106kN.m/rad时则属于半刚性连接框架,节点柔性对结构性能的影响不可忽略。     

梁柱外伸式端板螺栓连接的M-θ关系

根据梁柱外伸式端板螺栓连接节点的简化力学模型,提出一种用已知节点尺寸来预测其M-θ关系的非线性数学模型,模型中考虑了节点极限承载力和初始转动刚度的影响因素.在对节点的极限承载力和初始位移做了理论分析后,给出了计算初始转动刚度的方法,最后将建议公式和相关试验结果做了比较,验证了M-θ模型及初始转动刚度计算方法的可靠性.     

碗扣式支撑体系施工过程监测及结果分析

通过对地铁站碗扣式支撑体系施工过程监测结果分析,探究支撑体系立杆和水平杆的受力特征,结合地铁站支撑架的特点,分析支架节点刚度、荷载分布对支撑体系的内力分布影响。研究结果对支撑体系设计优化和监测点布置有一定参考价值。