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。     

空间网壳结构中新型铸钢节点简化设计方法

铸钢节点是适用于空间结构的一种新型节点形式.铸钢节点由于其良好的适用性正逐渐应用于大跨度空间结构,但目前尚无国家规范可依.本文对自行研制的新型铸钢节点进行有限元分析,结果表明,其在构造和受力方面都满足结构的要求.在此基础上,利用经过试验验证的可靠的有限元模型进行弹性有限元分析,研究铸钢节点在不同受力状态下的应力分布,并与由材料力学方法得到的结果进行比较,给出了铸钢节点的应力集中系数,并进一步提出了该铸钢节点的简化承载力计算公式.简化计算公式与试验、有限元分析结果的比较表明,该公式具有一定的安全储备,可用于工程设计.公式的提出极大地方便了设计计算工作.     

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。     

上海南站无柱雨棚铸钢节点试验研究

上海南站无柱雨棚铸钢节点由于其汇交杆件多,理论分析无法考虑节点制作过程中的各种缺陷。为了深入了解该节点的受力性能并确保结构在设计荷载下的安全性,根据设计要求对该铸钢节点进行了三组单向拉伸试验,并进行了精细有限元分析。通过试验与有限元分析结果的比较,验证有限元分析的正确性,并由此通过理论计算推断铸钢节点的应力状况,为设计提供数据依据。     

上海铁路南站外柱异形铸钢节点承载性能研究

对上海火车南站站屋结构外柱铸钢节点的受力性能进行相关研究,制定足尺试验和有限元数值分析结合、相互验证的研究方案.针对节点体型复杂、尺寸重量庞大、不易加载等特点,设计出自平衡加载系统;同时为解决实际工作中节点受力面的非理想状态,考虑不同加载情况.建立铸钢节点的数值模型,利用有限元分析模拟节点在试验荷载下的受力性能.数值模拟的结果在试验设计阶段对测点布置起指导作用;足尺试验可以得到铸钢节点表面的应力测试值,通过比较铸钢节点表面实测值和相应测点分析值,对应力实测值和计算分析值进行相互印证.在实测值与计算值符合较好情况下,由有限元计算结果推断节点内部应力分布.最后对铸钢节点在整个结构体系中的承载性能和安全性做出了评价.     

复杂管桁架铸钢节点有限元分析与试验研究

有限元分析与实体试验是解决铸钢节点处应力状态分析难题,对铸钢节点的安全性做出合理评价的重要方法。通过对复杂铸钢节点的有限元分析与实体试验,测量出节点处各管的应力值,与有限元分析值进行比较,判断节点处各管的工作状态。试验结果表明:在设计载荷作用下,铸钢节点的应力值远小于铸钢材料强度值,且均在弹性范围内,同时节点的弹性位移量很小,说明节点处各管满足正常使用极限状态要求。     

南京华新城塔楼转换层铸钢节点试验研究

针对南京华新城塔楼东侧中柱不能落至底部的特点,在四至七层设置跨越三层的转换层。转换层的斜柱与框架柱相交处经设计采用铸钢节点连接。铸钢节点外形不规则、受力复杂,为了验证其安全性及合理性,设计了两个1∶2缩尺节点模型并进行了三种不同工况下的静载试验,同时基于试验并利用ABAQUS建立了节点有限元模型对其进行了有限元分析。节点模型的试验值与有限元分析结果吻合良好,表明此节点有限元模型能够真实模拟节点模型的边界条件和受力状态,因此在不改变有限元模型的边界条件及荷载施加方式等计算条件的基础上,对工程实际足尺节点进行了有限元分析。结果表明:实际足尺节点能够满足设计承载能力要求,节点内填混凝土能够显著提高铸钢节点的强度与刚度,节点具有较大的安全裕量。     

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。     

装配式可更换混凝土框架节点非线性分析

对可更换新型混凝土框架梁柱节点的抗震性能进行仿真研究,采用有限元软件ABAQUS对节点进行非线性有限元分析,介绍了混凝土和钢结构的本构模型、混凝土与混凝土界面特性、混凝土与钢结构之间的黏结特性.将有限元计算结果与试验数据进行对比,发现数值模拟结果与试验数据吻合良好.基于所建立的有限元模型对节点进行参数化分析,结果表明混...     

张弦桁架铸钢支承节点受力性能研究

为考察长江航道科研试验新基地6#模型实验大厅张弦桁架铸钢支承节点的受力性能,对该铸钢节点进行了足尺试验研究和有限元分析。采用专门设计的加载反力架,试验测得了铸钢节点应力分布状况。采用ABAQUS软件进行线性有限元分析,得到了节点模型在1.3倍设计荷载下的应力和变形。考虑材料塑性发展,进行非线性有限元分析,得到节点极限荷载和失效破坏形式。试验与有限元分析结果表明：1.3倍设计荷载下,该节点处于线弹性受力状态;超过极限荷载之后,节点应力极值位置会发生变化,节点失效将从拉索锚固端局部塑性发展开始。     

非线性有限元法在混凝土结构分析中的应用

通过对混凝土材料本构关系模型的介绍,阐述了有限元建模的方法。利用有限元软件ANSYS对钢筋混凝土简支梁承载力的有限元分析过程模拟,进行混凝土结构非线性静力计算。分析结果表明,有限元分析结果与试验结果符合得较好,利用有限元非线性分析能够获得正确可靠的结果。     

基于ANSYS的薄壁箱梁剪力滞效应分析

通过大型有限元分析软件ANSYS对一具体箱梁剪力滞进行有限元求解,对ANSYS计算结果与变分法计算结果进行了对比分析,提出了利用ANSYS对薄壁箱梁剪力滞进行有限元求解是精度很高的方法。     

橡胶护舷改良防冲板结构有限元分析

以广州海宁某橡胶护舷总成配置改良防冲板为研究对象,介绍了ANSYS有限元分析的基本过程,指出有限元计算模型的建立和计算结果评定的重要因素,基于ANSYS分析软件对改良防冲板结构进行了强度校核,结果表明：应用大型有限元分析软件对特种钢结构分析是可行的。     

HPFL加固RC轴心受压柱的二次受力有限元分析

在对HPFL加固5根足尺RC轴心受压柱的二次受力试验研究的基础上,进行了有限元模拟分析,试验研究和有限元模拟分析均表明加固后的柱子承载力和刚度都得到了相应的提高,且在二次受力加载时,加固层均呈现应变滞后现象,通过对有限元分析结果和试验结果的比较,验证了所建立的有限元模型的正确性与合理性。     

基于ABAQUS的侧贴碳纤维布加固连续梁数值模拟

采用非线性有限元分析软件ABAQUS对未加固连续梁、侧贴碳纤维布加固连续梁进行数值模拟,并将有限元分析结果与试验结果对比。分析表明:与未加固连续梁相比,侧贴碳纤维布加固连续梁的承载力和变形性能明显提高,提高的幅度随碳纤维布侧贴高度增大而降低;基于ABAQUS的有限元分析结果与试验分析结果吻合较好,可在一定程度上有效替代试验分析方法,从而减少试验所需的时间和费用,可以为类似的加固设计和试验提供参考。     

地铁换乘车站结构内力计算分析

以某地铁岛车站主结构单拱、单柱复合衬砌结构为研究对象,采用三维有限元分析方法对其进行分析计算。根据地下工程有限元分析的原则和要求,利用有限元软件MIDAS/GTS计算分析了主体结构荷载效应的最不利组合。同时,根据其主要控制截面,建立了有限元分析模型,在受力条件下进行了有限元分析,得到了相应的计算结果。     

Interface behavior of grouted connection on monopile wind turbine offshore structure

The interface behavior of a concrete grouted connection is studied in a monopile wind turbine offshore structure. The grouted connection between transition piece and monopile is fixed by filling it with grout materials made of high-strength concrete. We observe a nonlinear equilibrium path from the grouted connection in experiments. For comparison with the experimental results, nonlinear finite element analysis of the grouted connection is performed, taking the effects of both material and geometrical nonlinearities into consideration. A finite element model of the grouted connection between the steel and concrete materials is realistically simulated using an interface element. The finite element results compares well with the experimental results. Thus, the finite element analysis showed that the numerical model based on the interface element is a good method for investigating the behavior of grouted connections of monopile offshore structures.     

大型钢结构节点承载力的有限元分析

采用有限元方法计算大型钢结构节点的承载力,针对带加劲肋和不带加劲肋的十字型钢管节点,给出有限元方法的建模过程和建模方法,计算在支管轴向荷载作用下的承载力,并将有限元计算结果与足尺试验结果进行比较。研究发现,在支管承压情况下有限元建模时可以对支管的模型进行简化;带加劲肋和不带加劲肋十字型钢管节点的有限元分析结果与足尺试验结果比较吻合;有限元方法可以获得荷载位移曲线的下降段。     

四角钢连接钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能研究

基于半刚接框架-钢板剪力墙试件的低周反复加载试验,采用ANSYS有限元软件对其滞回性能进行了数值模拟。分析循环荷载作用下试件的滞回性能及承载能力,考察其应力、变形发展历程、耗能机理和破坏模式。试验和有限元分析结果均表明：内填板的设置缓解了节点区自身的延性要求,框架和钢板墙协同工作良好,结构体系耗能优异,安全储备高,是一种理想的抗侧力结构体系。有限元模拟结构应力和变形发展历程与试验结果基本吻合。由于初始偏心、焊接残余应力等原因,弹性工作阶段,有限元分析的峰值荷载与试验值比较接近;进入塑性阶段,有限元分析的峰值荷载比试验值大,滞回环更饱满。     

冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法

为了研究冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力,对15根轴心受压的冷弯薄壁卷边槽钢进行了破坏性试验,并采用有限元分析方法对试件进行模拟分析,有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了有限元方法的有效性,然后对典型截面构件进行大量的有限元参数分析。研究结果表明：冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件的极限承载力随着构件翼缘宽厚比、腹板高厚比、长细比以及钢材强度的增大而减小。通过参数分析得到了考虑局部屈曲、整体屈曲和畸变屈曲影响的构件屈服强度折减系数,提出了冷弯薄壁卷边槽钢轴心受压构件承载力计算的折减强度法及其相应计算公式,且通过试验验证了本文折减强度法计算卷边槽钢轴心受压构件极限承载力的适用性。