受压弦杆填充混凝土的带悬挑预应力矩形钢管桁架

通过对3个大尺寸的大跨带悬挑预应力矩形钢管混凝土桁架、预应力矩形钢管桁架和矩形钢管混凝土桁架模型对比试验,考察了这些桁架结构的破坏形态、变形特点和承载性能。试验结果表明,施加预应力并填充混凝土的桁架试件的变形减小,极限承载力也明显提高,填充混凝土可以有效防止受压钢管壁的局部屈曲,试件破坏受材料的强度控制,为工程设计和施工提供了参考依据。     

热弯钢管CFST-外包RC复合节点受力性能

为研究某体育馆新型复合节点的受力性能,以该体育馆大跨桁架结构弦杆钢管弯曲后竖直插入地下钢筋混凝土框架柱的拱脚为原型,设计了3个采用热弯圆钢管的CFST-外包RC组合节点,进行了节点在弦杆受压、腹杆受拉的复杂受力下加载试验与有限元数值模拟,研究了热弯钢管残余应力、不同弯曲角度以及弦杆根部钢管内是否填充混凝土等对节点破坏形态、承载能力等受力性能的影响。结果表明：热弯钢管CFST-外包RC组合节点的破坏形态主要为弦杆根部钢管的屈曲破坏,节点承载力取决于弦杆根部受压承载力;钢管热弯产生的残余应力降低了节点刚度且钢管弯曲角度越大节点刚度降低越大,但对承载力基本没有影响;钢管内填混凝土可以显著提高节点刚度和承载力,节点刚度和承载力随钢管直径增大而增大。     

矩形钢管混凝土桁架静力性能非线性有限元分析

为了研究矩形钢管混凝土桁架的静力性能和分析模型,采用非线性有限元法,建立了两种不同的杆系模型,并将分析结果进行比较.结果表明:单材料模型对矩形钢管混凝土桁架的分析结果较为可靠,但材料本构关系成为有限元分析的关键;矩形钢管混凝土桁架的破坏并不是杆件造成的,而是由节点失效引起的,且失效将发生在相对变形量较大的节点位置;分析所得极限承载力为桁架节点发生塑性变形时荷载值,与桁架整体极限承载力稍有偏差,但分析模型能够满足桁架在桥梁结构中的设计要求.     

主管内填混凝土对矩形钢管节点受力性能的影响

为研究主管内填混凝土对矩形钢管节点受力性能的影响,探讨主管内填混凝土矩形钢管节点的受力机理,对比分析了主管内填混凝土矩形钢管节点和空钢管节点的受压、受拉和受弯性能,结果表明主管内填混凝土能够改善节点的受力性能,显著提高矩形钢管受压节点的承载力,受压节点的破坏模式转变为横向局部承压破坏;对矩形钢管受拉节点承载力提高不明显...     

矩形钢管混凝土桁架节点的研究与进展

矩形钢管混凝土桁架节点的研究是钢管混凝土向大跨、空间方向应用的关键之一。对矩形钢管混凝土桁架节点的基本类型、破坏模式以及现阶段研究成果和存在的问题进行了介绍与探讨,为其进一步的研究提供一定的参考。     

考虑节点刚度的圆钢管混凝土桁架受压腹杆计算长度分析

为考虑节点刚度对钢管混凝土桁架中受压腹杆计算长度的影响,对圆钢管混凝土T/Y型节点在平面内弯矩作用下的抗弯刚度进行了数值研究,比较了空钢管节点和内填充混凝土钢管节点的抗弯刚度的差异,建立了钢管混凝土节点的抗弯刚度参数计算公式,给出了考虑节点刚度的受压腹杆的计算长度。研究表明:空钢管节点的弦杆内填充混凝土后,节点的抗弯刚度有明显的提高,节点刚度取决于弦杆的径向刚度和弦杆、腹杆相贯面的表面积;节点刚度随β、τ的增大而提高,随γ、θ的增大而降低;受压钢管腹杆的计算长度沿用《钢结构设计规范》可能偏于保守;对于上、下弦杆均为圆钢管混凝土杆件的桁架,受压腹杆的计算长度可近似的取0.7l。     

基于总应变裂缝本构的矩形钢管-钢管混凝土组合桁架静力性能分析

基于约束混凝土的总应变裂缝本构模型,利用大型通用有限元程序MIDAS/FEA建立了空钢管桁架、钢管-钢管混凝土组合桁架和钢管混凝土桁架的有限元模型,进行约束混凝土本构模型的有效性验证及试验桁架静力性能分析。结果表明,文中有限元模型能较好地反映钢管-钢管混凝土组合桁架的静力性能,可以对影响组合桁架静力性能的各种参数进行分析。桁架破坏均发生在节点部位,但节点失效模式不同,主管内填混凝土改变了节点的失效模式。桁架的极限承载力均受到节点控制,主管内填混凝土能够有效提高桁架节点的强度和刚度,从而提高桁架的承载能力,减小桁架的整体变形。     

薄壁轻钢矩管桁架梁的优化

薄壁轻钢矩管桁架梁由上、下弦矩管与Z撑经自攻螺钉连接而成,通常会发生上弦矩管局部压屈破坏,而受拉下弦管起不了控制作用的情况。为达到充分利用材料,降低工程造价且便于加工的目的,提出了一种新型的薄壁U形下弦轻钢桁架梁。首先,通过3个采用不同形式下弦的桁架梁试件的静力堆载试验,研究了上下弦截面面积、刚度以及截面形式的不同对整个桁架梁破坏模式、抗弯刚度和极限承载力的影响。然后,对6个不同下弦截面形式、截面面积及开口方向的模型梁进行了有限元分析。试验及分析结果表明,采用U形截面下弦代替矩形截面下弦管可行,正U形截面受力性能优于倒U形截面。     

支主管连接位置对矩形钢管T型节点面外受弯性能的影响

以某方钢管空腹桁架人行天桥T型节点为工程背景,根据实际工程中平联与方钢管桁架弦管存在顶部、中间和底部3种不同连接位置的情况,建立有限元模型,探讨了3种连接位置对矩形钢管T型节点面外受弯性能的影响。在面外弯矩作用下,3种连接节点易发生弦管表面屈服失效和压跛破坏。相比较中间连接节点而言,底部、顶部连接节点的应力集中更为明显,塑性区域发展更快;且弦管表面局部变形更大,节点的整体刚度更小;极限承载力降低约26%。分析结果表明:中间连接节点的面外受弯性能较顶部、底部连接节点要好。3种连接位置节点的极限承载力随着支主管宽度比β增大而增大,但中间连接节点的极限承载力始终大于顶部、底部连接节点;当β值接近于1.0时,节点极限承载力也接近相等。     

钢管混凝土柱交错桁架结构水平承载性能试验

目的 研究钢管混凝土柱交错桁架结构抗侧性能.方法 对1个3层1/3缩尺的钢管混凝土柱交错桁架结构进行水平加载试验,介绍试验方案和试验过程,分析整体结构在水平荷载作用下的受力性能、破坏机理、刚度退化规律、延性以及水平荷载在桁架与柱之间的分配关系.结果 在水平荷载作用下桁架的受压斜腹杆失稳以及受拉斜腹杆拉断导致钢管混凝土柱交错桁架结构破坏;交错桁架结构具有较大的初始侧向刚度,随着水平荷载的增加,结构的刚度退化较快;结构侧向刚度下降到初始侧向刚度50%后,交错桁架结构达到承载能力极限状态.结论 桁架发生破坏,钢管混凝土柱基本完好,交错桁架采用钢管混凝土柱合理.     

等宽K型间隙方管节点静力工作性能的研究

焊接矩形管结构设计中的关键问题是节点的受力性能。利用非线性有限元分析方法，采用典型节点分析与较大规模几何参数分析相结合的研究手段，对等宽K型间隙方管节点的静力工作性能进行了研究。不仅跟踪了节点荷载－位移曲线的全过程，而且全面考察了主要参数对节点刚度、极限承载力、变形、失效模式等方面的影响，并将分析结果与CIDECT公式计算结果相比较，得出控制此类节点的失效模式主要是弦杆的整体 剪切失效、“有效宽度”失效、腹板局部承压破坏以及这几种破坏形式的混合模式。     

等宽K型间隙方管节点静力工作性能的研究

焊接矩形管结构设计中的关键问题是节点的受力性能.利用非线性有限元分析方法,采用典型节点分析与较大规模几何参数分析相结合的研究手段,对等宽 K 型间隙方管节点的静力工作性能进行了研究.不仅跟踪了节点荷载-位移曲线的全过程,而且全面考察了主要参数对节点刚度、极限承载力、变形、失效模式等方面的影响,并将分析结果与 CIDECT 公式计算结果相比较,得出控制此类节点的失效模式主要是弦杆的整体剪切失效、“有效宽度”失效、腹板局部承压破坏以及这几种破坏形式的混合模式.     

考虑钢-砼接触特征的CFST管节点热点应力分析

为研究不同钢-砼界面接触特征下钢管混凝土桁架焊接管节点局部应力分布及热点应力集中系数,以钢管混凝土桁架Y型焊接管节点（主管与支管夹角θ=60°）为研究对象,利用ANSYS有限元软件,选择其Solid45、Mass21、Targe170和Conta173单元建立管节点有限元模型,引入非线性面-面接触关系模拟局部变形导致钢管与内填混凝土之间发生相互挤压或脱离,计算得到钢管与内填混凝土接触间隙、侵入深度、法向接触应力和切向摩擦应力等局部接触变形及应力状态。分析了3种摩擦系数下(0,0.35,0.60),主管及支管的热点应力集中系数（SCF）分布。研究结果表明：主管焊趾处热点应力SCF在冠跟处出现最小值,在鞍点和冠趾之间的中点出现最大值;与主管相比,支管SCF总体较小,冠跟处出现最小值,鞍点和冠趾之间出现最大值。支管轴向拉力作用下Y型管节点焊缝附近钢、砼相互脱开,冠点附近比鞍点附近脱空区域大,鞍点脱空区域外围是钢管和混凝土接触挤压最剧烈区域,接触法向压力最大,混凝土对钢管支撑作用最明显。摩擦系数对管节点热点应力集中系数分布趋势影响很小,对SCF最大值有一定影响。     

高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲T型节点试验

为考察支主管间设置的加劲板构造和支主管截面宽度比对高强方钢管轻骨料混凝土桁架T型节点破坏模式、承载力、连接区应力和应变的分布及演化等受力性能的影响,对加劲节点和常规节点进行了支管轴压静力加载试验.试验结果表明:高强方钢管轻骨料混凝土桁架T型节点的典型破坏模式有连接区主管受压上翼缘凹陷、主管腹板凸曲、主管弯曲、支管侧倾失稳、加劲板屈曲、支主管焊缝开裂和加劲板与支管焊缝开裂等.常规节点的承载力取决于支管根部及其焊缝的承载强度和连接区主管上翼缘的局部承压强度,其荷载-位移曲线形成流塑平台.加劲节点的承载力取决于包括加劲板扩散效应的支管根部及其焊缝的承载强度、连接区主管上翼缘扩散承压强度和加劲板屈曲强度,其荷载-位移曲线呈渐变上升趋势,没有屈服平台.加劲板明显提高了T型节点的承载力,加劲节点的屈服承载力和极限承载力较常规节点分别提高10.0%~40.0％和15.0％~48.3％,加劲节点的承载力随支主管截面宽度比的增加而提高.     

多榀木桁架的静载试验及其承载能力

以现代木结构中的齿板连接木桁架为基础,开发一种多榀木桁架,研究其承载能力和抗变形能力。依据《木结构试验方法标准》（GB/T 50329—2012）中规定的木桁架分级加载试验方法,对比3种木桁架在设计标准荷载下的变形情况和破坏加载阶段的极限承载力。结果表明,多榀木桁架的极限承载力能达到其设计标准荷载的2倍以上,具有良好的安全储备性能;设计时需严格验算木桁架的节点齿板承载力,以满足相应木桁架承载力水平的要求;组成多榀木桁架的单榀之间通过木销连接,具有较好的协同效应,能有效解决单榀的失稳问题;木销连接是一种有效的多榀连接方式,能达到多榀木桁架极限承载力高于单榀之和的目的,使其抗变形能力更优。     

网架焊接空心球节点受压承载力的有限元分析

本文采用８结点４０自由度剪切厚壳单元对网架焊接空心球受压节点进行了弹塑性分析，通过对各种尺寸的节点不同加载方式的计算，分析了球面的塑性分布，应变及位移的分布和变化规律，以及球体和钢管的尺寸，加劲肋与否，加载方式等因素对球体承载力的影响     

N型圆钢管加强节点的试验研究与数值模拟

对承受支管轴力和主管轴力的N型圆钢管相贯节点(JD-A)、主管填充混凝土节点(JD-B)试件进行了极限承载力对比试验.综合比较了两种节点在破坏模式、受压支管轴力-主管管壁变形关系、主管管壁等效应力分布和极限承载力等方面的差异.研究结果表明,对主管填充混凝土能显著提高节点极限承载力.通过计算可知,试验极限承载力与有限元结果的比值在1.02左右,JD-A试件的试验结果与我国规范公式承载力计算结果的比值为1.04.     

钢管混凝土桁梁管内混凝土受压应变状态

利用自制的内埋式混凝土应变计和通用有限元软件,对钢管混凝土桁梁试件受压弦杆管内填充混凝土的应变状态进行研究。试验研究结果表明,在单调加载条件下,自埋式混凝土应变计能准确测读受压弦杆管内混凝土的应变状态;混凝土应变随荷载增大呈双折线增长模式,桁梁试件破坏时混凝土受压应变达到5000με。当采用平面塑性梁单元对钢管混凝土桁梁进行整体分析时,不管弦杆受压还是受拉,管内混凝土均应考虑套箍效应;桁梁受压弦杆管内混凝土纵向应变有限元计算值与实测值吻合良好,桁梁试件破坏时混凝土应变处于高套箍状态。