多尺度钢管塔法兰套管相贯节点有限元模拟分析研究

现有的大跨越钢管塔支管间的钢管节点连接形式主要分为相贯焊接、插板连接与法兰连接。本文针对以上3种连接形式存在的强度、刚度与施工等方面的不足,提出了新型钢管塔法兰套管相贯节点的连接形式。基于大型有限元分析软件ABAQUS对不同尺度下法兰套管相贯节点进行了弹塑性分析,研究其受力性能与破坏机理,为该类新型节点设计提供一定参考。     

钢管塔法兰套管相贯节点真型试验研究及有限元分析

钢管塔法兰套管相贯节点的提出,有效地改善了现有大跨越钢管塔节点连接形式在强度、刚度与施工强度方面的不足。通过对TG180与TG273两种型号的法兰套管相贯节点进行轴拉与轴压工况试验和有限元模拟分析,所得数值分析结果与试验结果吻合良好。通过对比ABAQUS有限元模拟结果与真型节点试验结果,探讨两型号法兰套管相贯节点的破坏机理与极限承载力。     

钢管塔相贯焊接节点的极限承载力研究

通过对崖门大跨越输电塔相贯焊加肋节点的工程性试验，考察了相贯焊连接节点的强度问题，并将得出的实验数据与有限元模型分析得到的结果进行比较，验证了有限元计算结果的准确性。同时，还分别建立了无加劲肋与有加劲肋两种形式的有限元模型，比较了加肋前后相贯焊接点的承载能力变化。此外，还将相贯焊无加肋节点的有限元计算结果与规范公式计算结果进行了比较。     

钢管塔新型内外法兰节点试验研究与有限元分析

提出了一种适用于钢管塔的新型内外法兰节点连接形式,阐述了该法兰的特点,指出其内外圈螺栓拉力的确定是该法兰节点设计的关键。为考察这种内外法兰节点的受力性能、破坏模式及内外圈螺栓的拉力,以榕江大跨越塔为背景,进行了2个内外塔脚法兰节点的大尺寸缩尺模型静力试验。同时,对试验模型进行了有限元非线性数值分析。试验与有限元分析结果表明:这种法兰节点受力合理,可用于实际工程;榕江大跨越塔新型内外塔脚法兰节点是安全可靠的。最后,结合试验与有限元参数分析结果,建议实际工程中在进行内外法兰节点设计时,当内外圈螺栓规格相同时,其外内圈拉力比值可统一取1.0;当内外圈螺栓规格不同时,建议外内圈螺栓直径相差不宜超过2个级别,其拉力比值可取为1.1。     

铸钢相贯节点在超高跨越钢管塔中的应用分析

结合500 kV凤城—梅里长江大跨越塔工程设计实例,开展跨越塔下横担压杆连接节点选型,分别比选了相贯焊节点、焊接空心球节点和铸钢相贯节点。铸钢节点采用整体浇铸技术,有效解决了多根杆件空间交会的问题,避免了复杂的焊接工艺,根据选型结果采用铸钢相贯节点,铸钢材料为G20Mn5QT。通过非线性有限元分析,对铸钢节点的受力特性和极限承载力进行研究,并计算得到不同工况下节点的设计承载力。结果表明：铸钢节点是安全可靠的,可在超高跨越塔中推广应用。     

圆管相贯节点极限承载力有限元分析

应用材料和几何非线性有限元法分析了T ,Y ,K形圆管相贯节点的应力和塑性区分布规律、节点变形及节点几何参数对节点极限承载力的影响 ,获得了影响管节点承载力的主要参数与承载力曲线 ;将有限元计算结果与各国规范进行比较 ,指出了现有规范的不足之处 ,为我国规范的进一步修订提供了理论依据     

某复杂空间相贯节点有限元分析

GB50017-2003《钢结构设计规范》对复杂空间相贯节点无明确的计算方法,文章以某超高层建筑项目为背景,采用ABAQUS对其钢桁架的关键相贯节点进行有限元分析,验算其承载力是否满足设计要求并确定节点的薄弱部位,同时提出节点的加强构造措施并进行有限元分析验证,为类似节点设计提供参考。     

铸钢相贯节点承载力的有限元分析

对某工程6种不同类型的铸钢相贯节点的承载力进行了有限元分析,得到了铸钢相贯节点的应力分布规律及其极限承载力.     

大跨越钢管塔内外法兰节点偏压承载力特性试验研究

传统刚性法兰仅在钢管外侧设置一圈连接螺栓,难以满足高度高、荷载大的大跨越钢管塔连接承载力要求。为此,提出一种新型内外双圈法兰节点,它克服了传统刚性法兰存在的不足。以某大跨越钢管塔为背景,设计了与内外法兰原型节点相对应的法兰缩尺模型,模拟实际偏压受力工况开展偏压荷载下内外法兰承载力特性的试验研究;测试分析主管及螺栓应变随荷载变化的情况,研究内外法兰截面的中和轴、旋转轴位置及内外螺栓内力分布规律。大偏压荷载作用下法兰板间发生张开,螺栓发生颈缩破坏,小偏压荷载下钢管发生局部失稳破坏。最后,提出偏压荷载作用下内外法兰设计时,计算连接螺栓拉力可以取旋转轴位置为距离管中心0.6R(R为主管半径)。     

XX形空间相贯节点受力性能有限元分析

复杂空间相贯节点广泛应用于大型空间结构中,目前规范尚无正确完善公式计算其承载力.为研究这类复杂空间相贯节点的受力性能和提出合理的构造改进措施,根据某实际工程,选择同时承受较大轴力和弯矩的XX形空间相贯节点进行有限元分析,并提出5种改进措施来改善节点的力学性态.分析结果表明,增加首先“破坏”支管的壁厚不能显著提高极限承载力;支管与主管汇交处设置加劲肋可以改善节点域的应力分布;在靠近节点域的支管内设置加强板可提高节点极限承载力;支管与主管之间交汇处设置贯穿加劲肋可显著减小主管的变形.     

K型方圆相贯节点的非线性有限元分析

研究了在只有支管受轴力作用下K型方圆相贯节点非加劲与加劲节点的极限承载力,利用单参数分析的方法,分析了主管宽厚比、加劲环的宽度和厚度等对节点极限承载力的影响,得出了一些有参考价值的结论。     

钢管塔正负偏心K形相贯节点的极限承载力研究

现有《钢结构设计规范》公式没有明确反映偏心距对节点承载力的影响。为了考察偏心距对钢管K形相贯节点的承载力的影响规律,建立偏心钢管相贯节点有限元模型,研究偏心相贯节点的受力机理;同时分析主管轴压力、加劲肋对节点承载力的影响规律。分析结果表明:偏心节点和无偏心节点破坏模式基本相同;偏心距影响节点承载力,负偏心增大有利于提高节点的极限承载力,正偏心降低节点极限承载力;而且相对正偏心而言负偏心对极限承载力影响更大。相贯节点的承载力模拟值比规范计算值大10%～30%,即规范公式计算结果偏于保守。     

KT型相贯节点承载力有限元及设计方法分析

对KT型圆钢管空间相贯节点的极限承载力进行非线性有限元分析,揭示KT型相贯节点的受力性能。结果表明：在支杆轴力大小不同的情况下,随着支杆与弦杆直径比角、腹杆与弦杆直径比屉、支杆与弦杆厚度比τ1、腹杆与弦杆厚度比τ2和弦杆径厚比γ的变化,节点发生弦杆局部屈曲模式、腹杆轴向屈曲破坏和支杆强度破坏3种破坏模式;有焊缝的加强作用,节点承载力有所提高;分析支杆与腹杆轴力不同比值情况下的节点承载力,提出KT型节点承载力简化设计公式。     

斜交网格结构空间相贯焊接节点承载力有限元分析

采用有限元软件ANSYS对某观光塔结构中一个斜交网格结构空间相贯焊接节点在多种荷载工况下的受力性能进行了全面的分析,并与规范计算值进行比较.考察了不同壁厚、有无加设竖向或横向拼接板等多种因素对节点的极限承载力的影响及达到极限承载力时的破坏特征,进而对节点性能做出了综合评价.     

空间KK型方管相贯节点承载力的有限元分析

通过对不同参数的空间KK型方管节点的有限元计算,得出节点承载力与相关参数间的关系,并拟合出支杆的轴力系数n=-0.5(支杆受拉)时节点承载力的计算公式。另外,通过与平面K型节点对比,得出空间节点与平面节点承载力的比值。所得结论可为《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)修订提供参考。     

空间KX型圆管相贯节点承载力的有限元分析

空间KX型圆管相贯节点常出现在主次桁架相交或连接面外支撑的节点部位,是工程中常用的一种节点形式,但是我国《钢结构设计规范》中却没有相应的内容与之对应,这给设计工作带来了困难。本文运用ANSYS有限元程序,在考虑材料非线性和几何非线性的基础上,对空间KX型圆管相贯节点的极限承载力进行数值模拟,得到其应力的发展变化过程及节点的变形,并着重分析了截面尺寸(包括支管与主管直径比β、支管径厚比di/ti、主管径厚比d/t等参数)对极限承载力的影响。最后总结出该类节点极限承载力随上述各个参数变化的规律,供工程实践参考。     

平面钢管桁架管内加劲相贯节点有限元分析和试验研究

焊接钢管桁架有时需要在节点区设置加劲肋。对焊接钢管内加劲相贯节点进行有限元分析 ,探讨了管内加劲节点的传力路径 ,通过缩尺模型试验验证了有限元分析结果。针对节点区应力集中 ,提出有效缓解应力集中的构造措施。有限元分析表明 ,管内加劲节点中的加劲肋是重要的受力部件 ,为该节点的设计提供了理论依据。     

套箍加强K型钢管相贯节点实验及有限元研究

文章通过足尺模型试验研究了套箍加强K型相贯节点的套箍加强作用,同时运用了非线性有限元分析软件ABAQUS验证了试验结果并作了扩大补充分析。结果表明,在节点区增设套箍可改善普通K型相贯节点的传力路径,缓解节点区应力集中,有效提高节点承载力。     

空间相贯圆钢管节点受力性能试验研究与有限元分析

以武汉天河机场T3航站楼为工程背景,对航站楼屋盖结构中典型空间相贯节点(X+KT形节点)的静力性能进行了足尺试验研究和有限元分析。根据最不利设计荷载工况,对节点试件进行多点同步加载,得到了节点的受力性能、破坏模式和各杆件变形。根据试验节点实测尺寸建立非线性有限元分析模型,对试验节点进行数值模拟,计算结果与试验结果吻合良好。试验结果和有限元分析表明:试验节点具有较高的安全储备,其破坏模式为受压支管根部局部屈曲破坏。由于试验节点存在主管强、支管弱的特点,节点破坏不属于规范规定的主管过度塑性变形的破坏模式,因此规范中的承载力计算公式不再适用,运用有限元分析方法计算相贯节点承载力是一种有效的方法。