高温下铝合金板式节点平面外受弯承载力试验研究

为研究铝合金板式节点的高温承载性能,采用特制的异型高温试验炉,完成了3组共计9个铝合金板式节点的高温下平面外受弯承载力试验。试验中采用恒温加载方案,在杆件上施加横向荷载以对节点施加平面外弯矩。通过试验得到了铝合金板式节点在不同温度下的破坏模式、极限荷载和弯矩-转角曲线。试验结果表明:铝合金板式节点在高温下的破坏模式与常温下一致;对于薄板节点,其破坏模式为节点板块状拉剪破坏和受压局部屈曲破坏;对于厚板节点,其破坏模式为杆件弯扭失稳。基于试验结果,得到了铝合金板式节点高温下的极限荷载的折减系数,以及高温下的初始刚度折减系数。采用ABAQUS有限元软件对试件进行了数值模拟,并与试验结果进行对比,验证了有限元模型的可靠性。研究结果表明,当节点板厚度较大时,节点域在300℃以下不会发生破坏。在300℃以下时,铝合金板式节点的块状拉剪破坏和中心区屈曲承载力折减系数可取铝合金材料名义屈服强度的高温折减系数;铝合金板式节点的初始刚度可偏安全取为常温初始刚度。     

耳板式组合桁架节点试验及有限元分析

以某槽形梁-钢桁组合结构桥梁下弦节点为原型,根据相似理论,制作了3个1∶3的节点模型。通过对模型进行水平单调静力加载和有限元模拟分析,对节点的破坏形态、极限承载力及各组成构件的受力性能进行了研究。结果表明:节点模型的破坏形态主要包括受压腹杆局部屈曲和节点核心区混凝土的开裂;节点核心区刚度大,承载力高,PBL剪力键群和节点板能有效地将弦杆和腹杆连接成整体;采用有限元软件对节点进行分析合理可行。     

铝合金板式节点平面外受弯滞回性能试验研究

为研究节点板厚度、节点板材质、是否设置抗剪键以及加载模式对铝合金板式节点滞回性能的影响,完成了4组共计8个试件平面外受弯的拟静力试验,对其变形特征、破坏模式、承载能力、延性以及耗能能力等进行了分析。结果表明:板式节点在平面外往复弯矩作用下的受力过程可以分为5个阶段,即弹性阶段、螺栓滑移阶段、孔壁承压阶段、承载力退化阶段和破坏阶段;通过破坏后试件的形态特征可归纳出节点的两种破坏模式分别为杆件破坏和节点板块状拉剪破坏,且破坏模式与节点板厚度和杆件翼缘厚度密切相关;由于螺栓滑移的影响,节点的滞回曲线不够饱满;综合对比试件的骨架曲线、位移延性系数和能量耗散系数,节点板较厚的铝合金板式节点具有更好的承载能力、变形能力和耗能能力。     

铝合金板式节点平面外受弯滞回性能试验研究

为研究节点板厚度、节点板材质、是否设置抗剪键以及加载模式对铝合金板式节点滞回性能的影响,完成了4组共计8个试件平面外受弯的拟静力试验,对其变形特征、破坏模式、承载能力、延性以及耗能能力等进行了分析。结果表明：板式节点在平面外往复弯矩作用下的受力过程可以分为5个阶段,即弹性阶段、螺栓滑移阶段、孔壁承压阶段、承载力退化阶段和破坏阶段;通过破坏后试件的形态特征可归纳出节点的两种破坏模式分别为杆件破坏和节点板块状拉剪破坏,且破坏模式与节点板厚度和杆件翼缘厚度密切相关;由于螺栓滑移的影响,节点的滞回曲线不够饱满;综合对比试件的骨架曲线、位移延性系数和能量耗散系数,节点板较厚的铝合金板式节点具有更好的承载能力、变形能力和耗能能力。     

南京牛首山佛顶宫大穹顶铝合金板式节点试验研究及有限元分析

南京牛首山佛顶宫大穹顶为单层铝合金单层网壳,采用铝合金板式节点连接。为直观了解节点受力性能和破坏机理,对杆件高度为550mm的足尺铝合金网格单元试件进行试验研究。结果表明,节点符合"强节点弱构件"的基本要求。在试验的基础上,采用ABAQUS及ANSYS软件对铝合金板式节点及铝合金网格单元进行有限元分析,有限元分析结果和试验现象基本一致,验证了有限元模型的合理性与有效性。试验与有限元模拟的对比分析结果表明,本项目采用的铝合金板式节点在设计荷载作用下是安全和可靠的。     

弯剪受力下群锚有限元分析

采用型钢—混凝土后锚固连接方式,对弯剪受力下粘结型锚栓群的受力性能进行了试验研究和有限元分析。结果表明,该类连接的破坏形态为锚栓钢材破坏,仅锚栓周围混凝土发生锥体破坏,锚栓内力以拉应力为主。锚固承载力随着埋深的增加而提高,加载端至基材表面的水平距离较大时,弯矩起控制作用,承载力较小;水平距离较小时,则表现为弯剪共同作用,承载力较大。     

基于ABAQUS槽式预埋件弯剪试验研究及有限元分析

为了确定哈芬槽式预埋件在钢混结构节点应用的可靠性,通过对4022,5030,5234三种型号哈芬槽式预埋件进行弯剪试验,详细介绍了试验设计和加载程序,对试件的极限承载力以及破坏形态进行分析。根据试验情况,采用ABAQUS对三种型号试件进行模拟分析,并将其与试验结果和理论计算结果进行对比。结果表明:三种槽式预埋件试件的破坏形态均为混凝土椎体破坏,试验结果与理论分析结果、有限元分析结果非常相近。     

钢制板式节点强度有限元分析

板式节点由上下盖板将数根工字型截面杆件用螺栓同时连接起来,形式上灵活多变,且工艺简单,适用于空间网壳结构。本文采用有限元方法,分析该种节点中螺栓和盖板的破坏过程,经过对多组尺寸的节点计算结果进行归纳,得到强度计算公式及使用范围,可供工程设计参考。     

铝合金板式节点网壳破坏性火灾试验

为研究铝合金板式节点网壳结构在火灾下的破坏模式,采用柴油油池火对一网壳缩尺模型进行了2次破坏性火灾试验.研究结果表明,当火源功率为2 MW(对应原型火源功率为110 MW)且置于地面位置燃烧时,铝合金网壳模型所产生的变形均在试验结束后恢复,且未观测到影响结构宏观承载性能的永久变形.为了模拟局部特大功率火灾场景,将同功率...     

钢连梁埋入混凝土剪力墙节点弯剪承压破坏有限元分析

在已有钢连梁埋入混凝土剪力墙节点试验的基础上,通过ANSYS有限元模拟结果与已有试验结果的对比分析,验证了有限元模拟的可靠性;通过6组不同参数下的钢连梁埋入混凝土剪力墙节点有限元模型,分析了剪力墙混凝土强度、墙体配筋率、墙体轴压比、钢梁高度、钢梁翼缘宽度、钢梁埋置深度对该种节点在弯矩剪力共同作用下发生承压破坏对应的承载力的影响,得出了定性结果。     

玻璃结构金属植入节点纯弯及弯剪性能试验研究

为研究玻璃结构金属植入节点在纯弯和弯剪耦合作用下的破坏机理,设计并制作了4组12个节点试件,对其进行单调加载试验,考虑不同剪跨比对节点受力性能的影响。以采用单个预埋件的金属植入节点承载力计算方法为基础,推导建立适用于玻璃结构金属植入节点的受弯承载力、受剪承载力计算方法,通过与试验结果对比,验证了承载力计算方法的准确性。并对影响节点受力性能的各项参数进行了分析,结果表明,玻璃厚度的增加会同时提高节点的受弯及受剪承载力,预埋件埋深及宽度的增加则主要提高节点的受弯承载力。因此,在进行金属植入节点设计时,需要根据节点的实际受力情况确定节点的各项尺寸参数。     

铝合金板式节点弯曲刚度理论分析

根据铝合金板式节点的弯矩-转角试验曲线,将其弯曲刚度性能分为螺栓嵌固、螺栓滑移、孔壁承压和节点失效四个阶段,提出考虑弯矩和轴力共同作用的弯曲刚度四折线模型。通过理论分析推导出各阶段节点的弯曲刚度以及所对应的临界弯矩值。分别建立数值模型对螺栓嵌固阶段和孔壁承压阶段的刚度进行模拟。在数值分析结果的基础上,拟合得到了节点弯曲刚度公式。最后,将理论公式和试验结果进行了比较,四折线模型和试验结果吻合良好。     

铝合金板式节点网壳稳定承载力试验研究

为研究铝合金板式节点刚度对单层球面网壳整体稳定性能的影响,制作一个跨度为8m、矢高为0.5m的K6型网壳模型,对网壳顶点施加4次单向循环荷载。试验结果表明,加载初期网壳表现出超刚性特征,即其刚度大于刚接节点网壳刚度;而后的节点螺栓滑移变形会降低网壳刚度,螺栓滑移引起的网壳变形很大且不可恢复。网壳的失稳属于整体跳跃失稳,但网壳屈曲后可继续承载,且荷载可进一步增大。最后一次单向循环加载时网壳因顶点杆件下翼缘的拉裂而破坏。另外,随着循环荷载逐级增大,网壳再加载初始刚度都有一定弱化。采用ANSYS有限元软件建立网壳分析模型,采用BEAM 188单元和COMBINE 39单元模拟考虑节点半刚性的铝合金板式节点网壳杆件,节点弯矩-转角关系曲线采用四折线模型,有限元分析结果与试验结果吻合较好。     

方钢管混凝土柱隔板贯通节点静力拉伸试验及有限元分析

对于方钢管混凝土柱隔板贯通节点,通过静力拉伸试验和非线性有限元模拟,考察隔板贯通节点的承力机制和破坏形式。结合荷载-位移曲线、试件承载力等数据结果对比,验证有限元模拟与静力拉伸试验结果的一致性。对于静力拉伸荷载作用下的隔板贯通节点,其破坏形式表现为钢梁破坏、焊缝破坏或节点域破坏;钢梁传来的拉伸荷载在节点域内主要依靠方钢管柱壁和隔板传递;方钢管柱壁的塑性区主要集中在柱壁与贯通隔板相交线处附近;贯通隔板的塑性区,主要集中在隔板浇筑孔中心与透气孔中心的连线、透气孔中心与方钢管柱壁角部的连线附近。     

法兰外环板式节点有限元与试验抗震性能对比分析

设计制作了一种采用高强螺栓连接的新型法兰外环板式节点试件,并对其进行了低周往复加载试验研究.采用ABAQUS有限元建模,对比法兰外环板式节点低周往复循环试验结果,主要研究了试验和有限元分析得到的破坏现象和应力云图、滞回曲线、骨架曲线和延性性能等.结果表明,有限元分析模型在焊缝、材料本构、装配条件等各个方面均进行了理想化...     

新型铝合金板式节点力学性能研究

装配式节点往往是结构中的薄弱点,决定着整个结构体系的安全,传统铝合金节点由于节点域腹板间断,荷载传递路径不明确,对结构的整体承载性能造成影响.为了改善节点的连接方式,本文提出了一种新型圆柱形抗剪键连接的板式节点,通过SolidWorks与WorkBench结合进行了数值模拟,对传统节点与新型节点的破坏模式及极限承载力进...     

下栓上焊梁柱连接节点纯弯试验研究与有限元分析

为研究下栓上焊连接节点在纯弯荷载作用下的受力性能、典型破坏特征、纯弯承载力的计算方法,设计并制作了4个足尺试件,采用三等分点加载方式,利用分配梁制造纯弯段进行纯弯试验.采用ABAQUS有限元软件建模分析,并将有限元结果与试验结果对比验证.分别考虑下翼缘螺栓未发生滑移与发生滑移两种情况,并提出纯弯承载力计算公式.试验和有...     

考虑弯剪耦合作用的RC剪力墙拟静力试验研究

剪力墙结构在水平地震作用下受力与框架柱有很大的不同,无反弯点,弯矩与剪力的耦合作用贯穿整个墙体。为了探究弯矩和轴压比对剪力墙破坏的影响,取某11层高层建筑的底部两层剪力墙,按照1:2缩尺,设计了三个两层剪力墙试件并进行低周往复加载拟静力试验。与传统拟静力试验相比,该试验竖直方向加载通过两个作动器实现弯矩与水平剪力保持固定比例关系。试验结果表明,考虑弯剪耦合作用、轴压比为0.25的试件SW1破坏时有大量水平裂缝及斜裂缝,试件最终发生弯曲破坏型侧向倒塌。考虑弯剪耦合作用、轴压比为0.5的试件SW2破坏时为贯通水平裂缝,试件最终发生脆性竖向倒塌。不考虑弯矩作用、轴压比为0.25试件SW3破坏时有大量斜裂缝,试件最终发生弯剪破坏型侧向倒塌。该文对其破坏形态、滞回特性、变形能力、耗能能力、截面应变等进行了研究,研究结果表明弯矩作用对剪力墙的破坏模式以及屈服、峰值、极限荷载、延性等参数都有重大影响,建议剪力墙在分析和设计中应考虑弯剪耦合作用。     

双侧贯通板式节点有限元研究

常见单板抗剪节点是将一块抗剪连接钢板直接焊接在钢管表面,这种节点连接方式常会造成焊缝周边区域的应力集中,焊缝开裂也是此类节点常见的失效模式.为了实现钢管混凝土柱与钢箱梁的装配式抗剪连接,研究了一种双侧贯通板式节点.节点中,使用两块抗剪连接板分别平行放置于钢管柱两个相对的管壁上的预留槽口中.两贯通板位于钢管内的部分采用钢...     

铝合金框架螺栓连接节点有限元分析

大多数牌号的铝合金型材可焊性较差,因此对铝合金结构螺栓连接的研究尤为重要。而梁柱节点是框架结构的关键部位,采用有限元分析软件对强硬化合金和弱硬化合金两大类典型合金材料进行螺栓连接节点的静力分析。结果表明,对于两类典型铝合金材料,在静力荷载作用下,铝合金框架螺栓连接节点的应力和变形有着相同的变化趋势,但强硬化合金由于强度更低而有着较低的静力承载力。此外,铝合金连接件的应力和变形过大,值得设计人员引起关注。