重庆渝北体育馆铸钢节点受力性能分析

重庆渝北体育馆屋盖结构设计中采用大型铸钢节点,该铸钢节点的安全直接关系到整个结构的安全。为深入了解该铸钢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精细有限元分析,从而了解该铸钢节点在设计荷载下的受力特征以及弹塑性极限承载性能。分析表明,该节点圆弧过渡区域存在应力集中现象。着重研究不同角度杆件交汇处的过渡圆弧半径对圆弧过渡区域应力集中的影响。分析结果表明:当铸钢节点处于弹性工作阶段时,过渡圆弧半径取临界半径值,能够显著降低圆弧过渡区域的应力集中,延缓节点屈服的进程。增大过渡圆弧半径时,当铸钢节点处于弹性工作阶段,小角度交汇处应力集中降低程度较大;当铸钢节点处于屈服阶段,大角度交汇处应力集中降低程度较大。     

局部加厚铸钢支座节点极限承载力数值分析

结合空间管结构人行天桥在罕遇地震荷载作用下的弹塑性时程分析,采用ANSYS有限元分析软件,对底部局部加厚铸钢支座节点进行极限状态承载力数值分析。结果表明:底部局部加厚铸钢支座节点构造合理,极限承载力为设计荷载的3.45倍,具有较大的强度富余;铸钢支座节点在极限荷载作用下会产生很大的塑性应变,随着塑性应力重分布,节点弹性阶段与塑性阶段应力极值区域不在同一位置;指出铸钢支座节点在设计中必须进行极限状态分析才能确定其薄弱区域;同时,对铸钢支座节点进行底部局部加厚处理可以有效地提高节点极限承载力,相较于未局部加厚铸钢支座节点极限承载力提高了15%。分析所得结果数据可以为铸钢支座节点的破坏形式以及节点的设计提供一定的依据。     

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。     

虹桥高铁无柱雨棚铸钢节点的有限元分析及试验研究

京沪高铁上海虹桥站无柱雨棚钢结构中使用了较多的铸钢节点。从结构的整体安全性出发,深入了解该类节点的受力性能并确保其在设计荷载下的安全性十分必要。对该工程的部分主要铸钢节点进行了精细有限元分析和足尺模型试验研究,了解铸钢节点的应力分布特征和承载能力。通过有限元计算结果和足尺模型试验结果的对比,对有限元模型进行修正,进而计算节点的极限承载能力。最后,根据修正后的有限元模型对铸钢节点进行优化设计,在保证节点安全性的前提下,减缓了节点的应力集中,降低了铸钢节点的重量。     

385m超大型长江大跨越输电塔铸钢节点受力性能研究

针对国家重点工程385 m超大型长江大跨越输电塔横担-主材连接节点处杆件交汇多、空间关系复杂、荷载条件特殊等特点,首次提出在该大跨越输电塔同类型节点处采用铸钢节点。考虑到铸钢节点外形复杂、重要性程度高等特点,为验证其设计的安全性和合理性,设计了两个1∶2节点缩尺模型并进行承载力性能检验性试验及有限元分析。研究结果表明：90°大风试验工况下节点最大应力区为节点杆件倒角处,其应变随荷载基本呈线性变化,节点整体处于线弹性状态;有限元分析结果与试验结果吻合良好,表明有限元节点模型能真实有效模拟节点实际受力情况;有限元弹塑性分析结果表明该铸钢节点极限承载力为设计荷载的12.39倍,有较大的安全冗余度,节点设计安全可靠。     

中国动漫博物馆复杂铸钢节点分析与研究

铸钢节点被用于中国动漫博物馆的钢网格筒结构体系和复杂节点连接。采用有限元分析和足尺试验相结合的方法分析铸钢节点的受力性能。有限元分析通过数值分析方法揭示了节点的应力分布规律。在1.3倍设计荷载作用下,足尺试验结果与有限元结果吻合良好。根据有限元分析和试验结果,优化节点设计。在设计荷载作用下铸钢节点处于弹性工作状态。节点极限承载力大于3倍设计荷载。     

树状形三分叉铸钢节点在偏心荷载下的力学性能研究

树状形三分叉铸钢节点在许多重要公共建筑中有大量应用。为研究树状形三分叉铸钢节点在偏心荷载下的力学性能,采用有限元方法对该节点进行参数分析,考虑节点材料非线性和几何非线性的影响,研究各几何参数对节点极限承载力的影响规律以及节点的破坏模式。结果表明:在偏心荷载作用下,节点的破坏形式主要为主、分管相交处局部屈曲、分管端部变形过大以及主管鼓曲变形过大。管径比、主管厚径比、厚度比以及分管间相贯处外倒角半径对节点承载力影响显著,主、分管夹角对节点极限承载力有一定影响,主、分管间相贯处倒角半径和分管间相贯处内倒角半径对节点极限承载力基本无影响。得出了节点最优几何参数。     

考虑倒角系数的T型铸钢节点轴向承载力非线性分析

铸钢节点造型美观、受力性能合理,在建筑结构中得到了越来越广泛的应用.与传统焊接管节点相比,铸钢节点用圆形倒角取代了相贯线处的焊缝,应力集中小,承载力高.本文针对T型铸钢节点,通过So lidw orks软件建立三维模型,采用通用有限元软件AN SY S进行非线性分析.结合有限元计算结果,对T型铸钢节点的轴向承载力进行了参数分析,给出了T型铸钢节点在支管受轴力作用下的极限承载力公式.该公式确立了极限承载力与铸钢节点几何参数之间的关系.在焊接管节点几何参数的基础上,铸钢节点增加了由C.D.Edw ards首次提出的倒角系数.本文重点讨论了该系数对铸钢节点承载力的影响.     

平面外弯矩作用下的T形铸钢节点承载力非线性分析

铸钢节点造型美观、受力性能合理,在建筑结构当中得到了越来越广泛的应用.与传统焊接管节点相比,铸钢节点用圆形倒角取代了相贯线处的焊缝,应力集中小,承载力高.针对T形铸钢节点,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形铸钢节点在平面外弯矩作用下的承载力进行了参数分析,给出了T形铸钢节点在支管受平面外弯矩作用下的极限承载力公式.公式确立了极限承载力与铸钢节点几何参数之间的联系.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并重点讨论了该系数对铸钢节点承载力的影响.     

树状结构四分叉铸钢节点受力性能分析

结合某实际结构工程,对四分叉铸钢节点进行有限元分析。首先建立考虑管径、壁厚、倒角半径、分叉角度等因素影响的计算模型,然后应用ABAQUS计算节点在轴力、弯矩、剪力复合作用下的复杂应力、变形分布以及应力集中现象,分析节点应力分布特征及最大应力出现的位置,计算节点的承载能力以及安全储备,并对不同工况下节点受力性能进行对比分析,确定影响节点失效的主要因素。研究结果表明:工程中使用的节点在应力、变形、承载力等方面基本一致,极限荷载约为设计荷载的32倍,具有较大的安全储备;弯矩对节点最大应力值的影响显著,并且影响节点最大应力出现的位置。在实际应用中,尽量使节点受力以轴力为主,以提高结构可靠性。