圆钢管相贯节点的非刚性能与计算公式

对圆钢管相贯节点非刚性能的表达参数进行了分析,在对参数影响效应进行机理性解释的基础上引入计算公式的参数化模型。通过对现有国内外计算公式的总结比较和基于国际钢管节点试验数据库的统计分析,分别从节点抗弯刚度和抗弯极限承载力两方面,提出了具有较高精度和适用性的节点非刚性能计算公式。     

空间圆钢管相贯节点极限承载力分析

以塔桅工程中空间圆钢管相贯节点为背景,应用有限元程序对其进行轴向拉、压极限状态的数值模拟.分析节点在荷载作用下局部应力分布、主管鞍点的荷载变形关系,对支管搭接的影响、应力集中系数和节点极限承载力进行探讨,提出在节点区局部采用钢管混凝土改善受力条件的可行性.     

圆钢管相贯节点轴向刚度的数值分析

对工程实践中常用到的圆钢管相贯节点进行了数值模拟分析,探讨了主管夹角、支管与主管的外径比、主管径厚比、支主管壁厚比、支管与主管之间的夹角、支管与主管平面夹角等参数对相贯节点轴向刚度的影响,得出了不同参数对相贯节点刚度影响的关系曲线。     

圆钢管相贯焊节点计算的国内外规范比较

在GB 50017—2003《钢结构设计规范》中,关于空间多平面圆钢管相贯节点承载力计算,只能考虑轴力,不考虑腹杆弯矩对节点承载力的影响。在《空心管结构连接设计指南》中单平面圆钢管相贯节点在复合受力状态下的承载力计算公式,主要是参照Eurocode 3。通过对两种规范关于圆钢管相贯焊节点计算公式归纳和对比可知,Eurocode 3相贯节点承载力公式相对于目前GB 50017—2003计算公式来说是偏安全的。基于此,对武汉站圆钢管相贯节点依照Eurocode 3拆分为若干单平面节点,再分别对单平面节点进行校核和演算。利用有限元软件ANSYS建立钢管相贯节点实体模型,进行非线性分析。模拟计算结果表明,该相贯节点设计满足要求。     

输电塔圆钢管相贯节点强度分析

介绍了某大跨越输电塔的节点强度试验概况,着重选取一典型的平面K型相贯节点进行试验数据分析及有限元计算,从而检验了设计的准确性和构造的合理性,并指出了相贯节点的鞍点、冠点以及与节点板连接处均存在的应力集中现象,以供实际工程设计参考。     

空间圆钢管相贯节点的试验与分析

针对深圳大运中心体育场空间圆钢管相贯节点,进行了同一节点形式加强和不加强两种类型3件大尺寸试件的试验。具体介绍了加载、测试等试验方案,提供了试验的主要成果和设计建议,可供设计参考。     

X型冷弯薄壁圆钢管相贯节点有限元分析

推导了考虑焊缝尺寸情况下圆钢管X型节点环向模型的强度公式,通过有限元软件ANSYS模拟分析了相贯节点的受力情况,并对焊接过程中出现焊瘤缺陷的情况提出建议。     

圆钢管相贯节点焊缝坡口数控切割实用方法研究

空间管桁架结构是目前流行的结构形式,其节点为多根不同方向的钢管相贯连接。工程上为了使钢管相贯处焊缝均匀,焊接可靠,需要将钢管端部的焊口准确切割成型。结合《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002中的规定,参考国内数控管相贯线切割机的工艺要求,对圆钢管相贯节点焊缝坡口角度数控切割的实用方法进行了研究,给出了适用于数控切割的坡口角度计算方法。     

钢管混凝土节点抗弯刚度非线性分析

目前,对钢管混凝土节点刚性的研究还处于定性分析阶段,尚无定量分析的相关成果。为此,利用有限元软件ANSYS,建立钢管混凝土外加强环式节点的三维非线性有限元模型。以环板宽度、环板厚度、柱径、柱壁厚度、梁高以及轴压比等为参数,采用单因素法和正交设计法,对影响节点抗弯刚度的因素进行分析,在此基础上提出节点抗弯刚度的计算公式,并对节点刚性进行分析,得到各有关因素对节点刚度的影响规律:1)随着环板宽度、钢管壁厚等增加,相对刚度-K呈线性增加;2)柱管直径与相对刚度-K为负指数关系;3)梁高变化对相对刚度-K没有影响;4)在轴压比超过0.5时,相对刚度-K有较大程度的下降。另外,对外加强环式节点,采用EC3提出的节点分类准则进行抗弯刚性分析,当按所提出的公式计算得到的节点刚度值大于8时,可以满足刚性要求。     

钢管混凝土节点抗弯刚度非线性分析

目前,对钢管混凝土节点刚性的研究还处于定性分析阶段,尚无定量分析的相关成果。为此,利用大型商业有限元软件,建立钢管混凝土外加强环式节点的三维非线性有限元模型。以环板宽度、环板厚度、柱径、柱壁厚度、梁高以及轴压比等因素作为参数,采用单因素法和正交设计法,对影响节点抗弯抗度的因素进行分析,在此基础上提出了节点抗弯刚度的计算公式,并对节点刚性进行了分析。得到的主要结论有:(1)各有关因素对节点刚度的影响规律是:随着环板宽度、钢管壁厚等增加,相对刚度成线性增加;柱管直径与相对刚度是负指数关系;梁高变化对相对刚度没有影响;在轴压比超过0.5时,相对刚度有较大程度的下降。(2)对于文中所研究的外加强环式节点,若以EC 3提出的节点分类准则为准,则利用文中提出的公式计算得到的节点刚度值大于8,就可以满足刚性要求。     

T形圆管相贯节点的抗弯性能足尺试验

介绍了进行T形相贯节点抗弯性能试验的方案设计.试验表明,试件在受弯作用下的破坏模式为节点处发生屈曲变形和支管处焊缝产生裂缝,说明T形相贯节点在一定条件下可以作为全刚性节点来进行设计,但在施工和加工过程中要保证焊缝的质量.     

钢结构房屋中框架梁柱刚性连接节点的设计

钢结构房屋中的梁柱刚性连接节点有全焊接刚性连接节点和栓焊刚性连接节点两种,地震区的刚性连接节点设计要满足多遇地震下弹性状态的承载力要求和罕遇地震下弹塑性状态的承载力和变形要求。大震下刚性连接节点的脆性破坏除了质量缺陷外,还有焊接工艺、焊接方法、节点形式和焊接材料等方面的原因。设计应选取合适的节点类型,严格控制不同部位的焊缝质量等级以保证焊接连接的质量。     

斜交网格筒结构角部X形节点受力影响分析及实测验证

目前关于斜交网格筒结构力学性能研究多集中于结构整体受力性能分析,忽略了局部复杂区域对结构整体受力效应的影响。基于这一背景,本文首先进行了结构分析,针对斜交网格外筒角部存的局部复杂区域,通过改变角部空间节点的模型参数建立了不同折线模型;探讨了在竖向和侧向荷载作用下该节点区域传力路径和内力分布特点;分析了复杂局部区域对结构整体以及局部相关构件内力分布的影响。依托实际斜交网格筒超高层结构,对该结构角部复杂区域建立现场应力监测系统,实测了相关构件施工过程中的应力变化,并与施工过程模拟结果进行对比分析。揭示了实测中环梁轴力以及斜柱弯矩的变化规律,补充说明了角部区域的复杂性,验证了结构局部复杂区域、相关构件的传力路径以及内力分布特点。     

大庆监测塔巨型钢管塔柱节点受力性能分析

大庆监测塔塔身采用巨型钢管塔柱结构,钢管塔柱上交汇多根横斜杆,交汇处应力分布很复杂,这类交汇节点的设计为大庆监测塔设计的关键点。通过对节点进行非线性有限元分析,研究了巨型钢管塔柱与多根支管相贯连接节点的受力特点和破坏模式,并对节点是否设置加劲肋进行对比,分析表明节点内设置加劲能够显著提高节点承载力、刚度和局部稳定,改善节点区域的应力分布。     

预应力钢纤维混凝土板弯曲性能试验研究

对两种钢纤维掺量(1%,2%)预应力钢纤维混凝土板弯曲性能进行了试验,结果表明,钢纤维可以提高板的承载力。对试验结果进行分析,得出了预应力钢纤维混凝土板的抗弯刚度衰减规律曲线。     

T形钢管混凝土插板连接节点受弯性能研究

采用精细化有限元分析方法对T形钢管混凝土插拔连接节点的平面内受弯性能进行了研究.首先通过与试验结果进行对比,验证了精细化有限元模型的正确性和准确性.在此基础上研究了主管壁厚、支管壁厚、主管形式和混凝土强度对节点破坏模式和承载力的影响.结果表明,钢管混凝土插板连接节点的破坏模式和钢管插板连接节点不同,为主管冲剪破坏和支管...     

圆钢管相贯节点滞回特性的实验研究

对两种几何特征的圆钢管空间相贯节点进行了静力单调和反复加载的实验研究,以作为进一步研究钢管桁架抗震性能的基础。设计了专用的加载装置以对试件中的杆件和节点施加较大内力。通过对4个试件的实验,得到了节点滞回特性曲线。研究揭示了这类节点塑性变形沿首次塑性开展方向累积的特点,并指出单调加载曲线可以基本包覆滞回曲线。实验表明,采用相贯节点的钢管结构,其滞回特性取决于节点的滞回行为。对给定节点在反复加载下的变形能力和耗能能力进行了量化评价。     

加劲肋对钢管相贯节点力学性能的影响

加劲肋可以提高钢管相贯节点的承载力及刚度,进而提高节点可靠性和结构整体稳定性.其中,加劲肋的平面尺寸、厚度、形状以及加劲肋是否贯穿钢管等对节点的刚度、承载力及延性有很大影响.以一个钢管相贯节点足尺试验为基础,通过一系列扩展的有限元模型来分析加劲肋厚与管厚比、加劲肋尺寸与管径比和加劲肋是否贯穿钢管等因素对节点承载力、屈服前后刚度以及延性的影响.研究结果表明,加劲肋可以显著提高节点承载力和刚度.对于仅焊于钢管外的加劲肋,合理的厚度比(加劲肋厚度与管壁厚度之比)为α=0.5 ～1.0;对于贯穿钢管的加劲肋,合理的厚度比为α=0.5 ～0.8;加劲肋边长与管径之比β的合理取值为0.6～1.     

隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点抗震性能试验

对圆弧加强隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形梁与箱形梁异形节点和基本型异形节点进行循环加载试验,研究了贯通隔板圆弧扩大头构造对异形节点抗震性能的影响,获得了该类节点的破坏模式、滞回性能、承载力和塑性转角等抗震性能参数。基于试验结果和力学分析,建议了异形节点域的抗弯、抗剪计算模型,推导了异形节点域的抗弯、抗剪承载力计算公式。结果表明:基本型异形节点滞回曲线劣化明显,节点在刚度较大、几何突变的箱形梁翼缘对接焊缝边缘脆断;隔板圆弧加强异形节点的滞回曲线饱满,承载能力和刚度退化不明显,主要破坏模式为在隔板圆弧加强区形成塑性铰,梁翼缘对接焊缝延性开裂;加载至节点破坏时,贯通隔板与柱壁板间焊缝未发生撕裂破坏,节点域内轻骨料混凝土未压碎或拉裂,轻骨料混凝土与隔板和柱壁板间未发生剥离或滑移;隔板圆弧加强异形节点的塑性转角可达0.038~0.056 rad,承载力较基本型异形节点提高21.5%~56.2%。     

软土地区盾构隧道弯曲刚度有效率取值研究

修正惯用法以其概念明确、理论成熟和计算便捷的特点在盾构隧道设计中被广泛应用。弯曲刚度有效率η是修正惯用法中的重要参数,其取值对于隧道结构的计算结果具有至关重要的影响。研究基于荷载结构法,利用有限元计算软件ABAQUS建立了匀质圆环模型和梁-弹簧模型,研究了盾构隧道在软土地区通错缝拼装、基床系数和接头相对刚度对弯曲刚度有效率η的影响。通过对数值模拟计算结果进行整理,得到了弯曲刚度有效率η的拟合公式和通错缝拼装弯曲刚度有效率η的转化公式,为确定修正惯用法中的弯曲刚度有效率η提供了计算方法和参考依据。