矩形钢管混凝土T型节点极限承载力及其参数分析

矩形钢管混凝土桁架具有整体刚度大、抗震性能好、节点形式简单、施工方便、节点承载力大、造型优美的优点,广泛应用于我国的桥梁和空间结构等大跨、重载结构中。矩形钢管混凝土T型节点常见于Vier-endeel和Fink桁架中,节点的合理与否对结构的安全性与工程造价有很大影响。国内外对其研究虽然开展相对较晚,但已经引起多方面的足够重视。本文应用大型有限元软件ABAQUS对T型节点进行参数分析,以探究各参数影响其静力力学性能的规律。     

钢管混凝土弹塑性极限承载力研究现状

介绍了钢管混凝土极限承载力计算方法的研究历程：从简单公式模拟到通过大量试验得到大量数据而后回归出各种通用近似公式，再到现在的有限元等数值方法．介绍了国内外钢管混凝土轴压、偏压构件和拱桥平面、空问的几何非线性及双重非线性分析的各种理论方法．     

XKK型空间相贯节点极限承载力有限元分析

应用有限元分析方法对XKK型空间相贯节点进行全过程屈曲分析,揭示了相贯节点塑性区的扩展过程和节点区应变分布状态及破坏模式。通过对多组不同几何特性的XKK型节点进行对比分析,揭示了影响空间节点相贯承载力的主要参数以及其与承载力的关系,并将有限元计算结果与规范计算结果进行了对比。结果显示:支、主管管径比1β及腹、主管管径比2β的增大可有效提高节点承载力;各杆杆夹角对节点承载力影响较小;杆件径厚比iγ宜控制在一定范围之内。在参考平面X型,K型相贯节点承载力计算公式及相关资料的基础上,提出了XKK空间相贯节点承载力计算建议公式。     

空间KK型圆钢管相贯节点极限承载力有限元模型研究

对影响空间KK型圆钢管相贯节点极限承载力的各种因素进行了数值研究,并将数值结果和现有的实验数据进行了对比。为建立准确可靠的有限元模型提供了理论依据,以便进行广泛的参数分析。     

方圆相贯节点极限承载力数值模拟试验分析

采用四节点壳单元，对T、Y型方圆相贯管节点进行系统的数值模拟分析。考查相贯节点的受力性能和塑性区扩展过程。分析讨论节点破坏机理并获得节点极限承载力随其几何参数变化的规律。提出节点加强方案.供工程设计人员参考。     

主方支圆间隙K型相贯节点极限承载力的有限元分析

对27个主方支圆间隙K型相贯节点进行了非线性有限元分析。考察了支管宽度主管直径比、主管径厚比以及支主管厚度比对节点破坏模式和极限承载力的影响，结果可供设计人员参考。     

空间钢管-板XX型节点静力性能参数分析

采用计算机模拟仿真方法,对空间钢管-板XX型节点进行参数分析。研究了不同的支管加载比例、几何参数和主管应力比对空间钢管-板XX型节点的破坏模式和极限承载力的影响。结果表明：节点板间的夹角不同时,支管加载比例对节点极限承载力的影响规律有很大差异;主管应力比无论正负均会引起节点极限承载力的降低。在此基础上,通过对数值结果的回归分析,考虑了节点板间的夹角和支管加载比例的空间影响效应,提出适用于该类节点的极限承载力公式。     

T、Y型方圆相贯管节点极限承载力有限元分析

采用四节点壳单元对T、Y型方圆直接相贯管节点进行非线性分析，旨在研究此类节点的受力性能和塑性区扩展过程，分析讨论节点破坏机理并获得节点极限承载力随其节点几何参数变化的规律，提出节点加强方案。     

空间KK型钢管—板节点受力性能分析

针对特高压输电塔结构空间KK型钢管-板节点进行非线性有限元分析,考查了节点的破坏模式和极限承载力。重点分析了腹杆加载比例、几何参数和主管应力比等对空间KK型钢管-板节点极限承载力的影响。结果表明,腹杆加载比例为正时,节点极限承载力随其增大而显著降低;腹杆加载比例为负时,其对节点极限承载力的影响不大;主管应力比对节点极限承载力的影响随腹杆加载比例的变化而对节点的受力性能形成复合影响效应。在此基础上,通过对数值结果的回归分析,并综合考虑各种因素对节点极限承载力的影响,提出了该类节点的极限承载力计算公式。     

大跨度钢管混凝土拱桥主拱的极限承载力分析

介绍了同时考虑材料非线性和几何非线性的钢管混凝土拱桥稳定性分析方法,采用该方法对巫峡长江大桥的极限承载力进行了分析。研究了恒载作用下主拱的破坏路径,并讨论了不同的布载方式与风荷载对于结构极限承载力的影响。     

圆钢管混凝土轴压长柱极限承载力的稳定系数法

为完善圆钢管混凝土轴压长柱极限承载力的计算理论,对比分析了中国国家标准GB 50936-2014和CECS 28：2012中轴压短柱极限承载力的N₀计算公式,并把GB 50936-2014中基于套箍系数的N₀计算公式改写成统一的形式,提出了基于正则长细比的轴压长柱的稳定系数计算式,并通过36个试件的对比,对计算式的精度和适用范围进行了分析。研究表明,现行国标GB 50936-2014中基于套箍系数的N₀计算公式更为精确,基于N₀计算公式和本文的稳定系数,可以计算得到更为精确的轴压长柱的极限承载力。     

平面内弯矩作用下T型铸钢节点承载性能分析

目前的管节点设计规范中通常只给出支管轴力作用下的承载力设计值,而没有给出支管在弯矩作用下的承载力公式。但是事实上,很多钢管结构的构件当中存在着不可忽略的弯矩作用,甚至节点的承载力也是由弯矩控制而不是轴力。因此,我们有必要对铸钢节点在弯矩作用下的承载性能进行理论分析。本文针对T型铸钢节点,通过 Solidworks软件建立三维模型,采用通用有限元软件Ansys进行非线性分析。结合有限元计算结果,对T型铸钢节点在平面内弯矩作用下的承载力进行了参数分析,给出了T型铸钢节点在支管受平面内弯矩作用下的极限承载力公式。在焊接管节点几何参数的基础上,铸钢节点增加了由c．D．Edwards首次提出的倒角系数ρ。本文重点讨论了该系数对铸钢节点承载力的影响。     

输电钢管塔空间KK型管板连接节点极限承载力

空间KK型管板连接节点作为输电钢管塔中最主要的节点型式,其安全性是整个塔架结构安全的重要保证。相比较于平面K型节点,在考虑实际结构中节点空间效应后的KK型节点的受力性能更为复杂。在平面K型管板节点的试验研究基础上,对两类空间KK型管板节点展开参数化分析,重点讨论了节点几何尺寸参数和主管轴压应力比等因素对节点极限承载力的影响变化规律。结合大量有限元参数分析所得计算结果,并综合考虑各种因素对节点极限承载力的影响,提出了空间KK型管板连接节点在主管管壁局部屈曲破坏模式下的极限承载力建议计算方法。     

冷弯薄壁受压C形截面局部屈曲荷载和承载力

为研究板组效应对冷弯薄壁受压C形截面局部屈曲荷载和承载力的影响,对组成其截面各板件局部屈曲时的变形协调情况进行理论分析,提出考虑该效应的腹板局部屈曲计算模型,基于能量法和静力平衡条件推导了冷弯薄壁受压C形截面局部屈曲荷载的解析解,并分别与有限条法和中国规范GB 50018—2002规定的方法进行对比.将所推导的解析解引入直接强度法,对21根冷弯薄壁C形受压短柱试验的承载力进行计算,并分别与承载力试验结果和按GB 50018—2002规定方法计算的承载力进行对比分析.结果表明:在屈曲荷载方面,本文推导的解析解合理可靠,而按中国规范规定的方法则存在系统误差,当截面高宽比小于4.5时,其结果偏于保守,当截面高宽比大于4.5时,其结果偏于不安全;在承载力方面,按本文方法计算的承载力与试验结果较为接近,合理可靠,而按中国规范规定方法计算的承载力较保守,并且随着截面宽高比的增大,保守趋势不断增大.     

脱粘对单圆管钢管混凝土拱桥极限承载力的影响

为了解单圆管钢管混凝土拱桥脱粘后受力模式改变带来的受力性能变化,采用有限元方法计算了脱粘对单圆管钢管混凝土拱桥面内极限承载力的影响,基于完全脱粘计算假定,构造了钢管与混凝土之间的连接单元,编制了考虑几何、材料双重非线性的面内极限承载力计算程序,并对无初应力和成桥状态下4种荷载作用方式的面内极限承载力进行计算分析.结果表明:完全脱粘使跨中集中力、L/4集中力和半跨均布荷载作用下的面内极限承载力变化不明显;而使全跨均布荷载作用下的面内极限承载力降低较大.对于单圆管钢管混凝土拱桥,在全跨均布荷载作用下,完全脱粘使得面内极限承载力下降可达10%左右.     

火灾中植筋试件极限承载力试验研究

为研究火灾下植筋试件极限承载力与受火时间的关系,进行了火灾下4个植筋试件拉拔试验.采用自制试验炉对植筋试件受火升温,当到达设定时间后,进行拉拔试验,试验中记录植筋试件的拉拔力,植筋末端位移及受火时间.试验结果表明:在受火时间不超过30 min时,15d和20d(d为钢筋直径)植筋试件的极限承载力降低程度不同,但当受火时间大于45 min后,两者的极限承载力相差不大.当受火时间超过60 min后,两种不同植筋深度植筋试件的极限承载力下降约85%.15d植筋试件和20d植筋试件分别在受火时间不超过15 min和30 min时可以保证钢筋屈服.     

双钢管混凝土柱轴压承载力的有限元分析

基于混凝土的塑性损伤模型及钢材的塑性流动模型,建立了双钢管混凝土轴压柱有限元模型.在此基础上,对双钢管混凝土轴压短柱的载荷-位移曲线进行了研究,重点分析了内外钢管之间的相互作用机理,影响该组合柱力学性能的主要因素.结果表明,内径大小及厚度的变化,对外径的约束力有明显的影响;同时,外径尺寸的变化对内径的约束力也有影响;试件的承载力随着核心混凝土强度、内外钢管的直径及壁厚的增大而增加.计算结果和试验结果总体上吻合良好.     

金属材料剪应力强度极限的计算公式

利用塑性力学基本理论,建立了具有塑性屈服及强化特性金属材料圆轴扭转的剪应力强度极限的计算公式,并给出了低碳钢剪应力强度极限的处理结果．     

钢结构构件高温极限承载力实用计算方法

利用损伤场概念,考虑损伤对材料弹性、塑性的影响,通过对已确定的截面温度分布,计算相关等温线位置,将各温度区段的截面实有宽度按损伤变量(温度函数)加以折减,得到相应等效截面,此后对构件的极限荷载就可按常温下强度的等效截面进行计算.大量实验已证明框架结构在高温(火灾)下的破坏和常温下一样,是由于若干临界截面及其附近区段相继形成塑性铰,构成一个自由度的可变体系而破坏,因此利用传统结构力学中机构叠加法求得极限荷载,并通过单层两跨模型试验验证该方法的可行性.