钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁节点的有限元分析

利用ANSYS有限元软件对钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁的两种节点类型进行分析.分析结果中给出了节点的承载能力、应力分布发展状况和梁转角的滞回曲线.为此类节点的分析提供了计算依据,结果可进而用于实际结构的分析.     

钢管混凝土柱单梁节点空间非线性有限元分析

钢管混凝土柱与梁的节点构造和费力分析是发展组合结构体系的关键技术。利用“ANSYS”有限元分析软件,对钢管混凝土柱与现浇钢筋混凝土梁的刚性节点进行了空间非线性有限元分析,分析了垂直对称荷载作用下该节点内的应力分布情况和内力传递机理,根据分析结果提出了该类型节点设计的建议和参考。     

钢管混凝土柱单梁节点空间非线性有限元分析

钢管混凝土柱与梁的节点构造和受力分析是发展组合结构体系的关键技术。利用“ANSYS”有限元分析软件，对钢管混凝土柱与现浇钢筋混凝土梁的刚性节点进行了空间非线性有限元分析，分析了垂直对称荷载作用下该节点内的应力分布情况和内力传递机理，根据分析结果提出了该类型节点设计的建议和参考。     

方钢管混凝土柱-钢梁竖向加劲肋式节点非线性有限元分析

对方钢管混凝土柱钢梁竖向加劲肋式节点建立了同时考虑几何非线性和材料非线性的有限元分析模型，模拟分析了单调加载下节点的受力性能，较为精确地分析了节点区应力分布．结果表明：由有限元模型所得的位移曲线与试验所得的低周反复荷载作用下的骨架曲线相符，由有限元模型所得的应变分布和发展规律与试验结果一致；竖向加劲肋式节点的梁端弯矩一部分通过竖向加劲肋传递给柱钢管腹板和核心混凝土，另一部分梁端弯矩由梁端翼缘直接传递给柱钢管翼缘和核心混凝土；节点的破坏模式为梁翼缘变截面最窄处形成塑性铰，最终梁受压翼缘出现严重的局部屈曲，而柱钢管和竖向加劲肋均在弹性范围内工作，很好地实现了强柱弱梁、强节点弱构件的抗震原则；节点核心区混凝土性能符合斜压杆受力机制．     

油罐底板几何尺寸对下节点弯矩及应力的影响

分别采用Ｄｅｎｈａｍ方法和弹性地基梁方法讨论了下节点处弯矩的计算方法。指出了目前计算中常见的两处错误。通过对１０万ｍ３浮顶罐的计算，分析了底板几何尺寸及地基系数对下节点弯矩及底板应力的影响；从中找出降低下节点处应力峰值，增强大角缝区抵抗低周疲劳破坏能力的另一途径。对１０万ｍ３浮顶罐的计算结果同现场实测数据的比较表明，Ｄｅｎｈａｍ方法适合于带混凝土环梁基础的下节点附近的底板应力计算。     

钢框架梁柱连接半刚性节点研究综述

半刚性钢框架是由梁与柱采用半刚性连接的钢框架．由于节点处在复杂应力状态下且对结构整体影响较大,半刚性节点连接具有良好的耗能抗震和塑性变形能力,因此半刚性节点连接设计尤为重要．     

钢管混凝土梁柱节点受力性能有限元分析

采用大型有限元分析软件ANSYS,对深圳福田大型地下车站主体结构标准段的钢管混凝土柱顶-横纵梁、柱脚-底纵梁以及柱-地下1层梁等节点在梁端及柱端的弯矩、剪力和轴力等荷载作用下的力学性能进行模拟和分析.从钢管混凝土梁柱节点的受力状态出发,分析在梁端及柱端的弯矩、轴力和剪力等荷载作用下节点模型各组成构件(包括柱钢管、梁、加强环梁、承台、抗拔桩等部位)的主应力及切应力分布情况、变形情况和各个截面的内力分布情况等,与各个构件所对应的设计强度值进行对比分析,根据分析结果建议了更合理的节点结构设计与加固方案.     

室内悬浮颗粒物分布及输运特性的实验研究

采用大型有限元分析软件ANSYS,对深圳福田大型地下车站主体结构标准段的钢管混凝土柱顶 横纵梁、柱脚 底纵梁以及柱 地下1层梁等节点在梁端及柱端的弯矩、剪力和轴力等荷载作用下的力学性能进行模拟和分析.从钢管混凝土梁柱节点的受力状态出发,分析在梁端及柱端的弯矩、轴力和剪力等荷载作用下节点模型各组成构件（包括柱钢管、梁、加强环梁、承台、抗拔桩等部位）的主应力及切应力分布情况、变形情况和各个截面的内力分布情况等,与各个构件所对应的设计强度值进行对比分析,根据分析结果提出更合理的节点结构设计与加固方案.     

方钢管混凝土柱与H 型钢梁外环板刚接节点性能研究

通过对国标图集中方钢管混凝土柱与H 型钢梁外环板刚接节点模型以及3 组相应衍生模型 的有限元计算分析, 研究了外环板刚接节点在静力荷载下的受力性能以及影响节点刚接性能的各 项因素.分析结果表明:现有标准节点偏于保守, 外环板外伸宽度可减小约25 %;增加外环板外伸 宽度和增加外环板厚度均能提高节点弹性极限承载力, 后者更加经济有效;随着钢柱壁厚的增加, 柱角内侧环板应力增加, 外侧环板应力减小, 高应力区域向柱角内侧偏移, 节点弹性极限承载力随 板厚增加而提高, 但增幅较小.有限元分析和近似试验结果比较表明, 两者吻合良好, 有限元分析能 较好地模拟试验过程.     

变电站人字柱单钢管梁节点有限元分析

人字柱单钢管梁节点是变电站构架设计中一种常用的节点形式,但由于边界和受力比较特殊,在各种规范和文献中都没有其明确的计算方法.利用ANSYS通用有限元程序对人字柱单钢管梁节点进行有限元分析,重点分析了节点在平面内弯矩作用下的变形和应力分布情况.根据分析结果总结出节点螺栓拉力的简化计算公式,在此基础上对柱顶板的计算条件进行简化,参考法兰盘的计算公式总结出柱顶板的参考计算方法.     

腹板连接节点焊缝应力强度因子的参数分析

为定量的确定荷载作用下钢框架结构延长翼缘连接板梁柱腹板连接节点焊缝应力强度因子的大小,采用断裂力学与有限元积分相结合的方法,研究腹板连接节点的断裂性能.判断延长翼缘连接板腹板连接节点焊缝开裂的依据是Ⅰ型应力强度因子,应力强度因子可以通过有限元计算J积分的方法求得.通过有限元计算分析了初始裂纹深度、梁截面尺寸、柱截面尺寸和梁柱长度对延长翼缘连接板腹板连接节点焊缝应力强度因子的影响.采用正交设计法进行研究方案设计,根据有限元分析结果归纳出应力强度因子计算公式.研究结果表明：延长翼缘连接板腹板连接节点梁下翼缘焊缝比上翼缘更容易开裂,应力强度因子随梁截面参数的增大而增大,随柱截面参数的增大而减小.     

液压机垫板的实验应力分析

依照光弹性力学原理,采用冻结切片法,对三梁二柱式液压机柱套上的垫板,进行了实验应力分析。根据模型相似理论公式换算,求得垫板实物上的应力。     

钢管混凝土柱节点开孔后的抗压性能

通过9根钢管混凝土试件的轴心受压试验,研究在钢管混凝土结构梁柱节点处开孔对钢管混凝土柱的轴压性能的影响及在开孔处设置加强环和加劲肋的增强作用,分析了开孔形状、开孔位置及加强环和加劲肋布置方法等对钢管混凝土柱轴心性能的影响。研究结果表明:所有试件均在端部和靠近加强环处出现钢管局部鼓曲;钢管壁开孔降低了节点处钢管对混凝土的约束刚度,但由于加强环和加劲肋的增强作用,钢管壁开孔对钢管混凝土柱的轴心受压承载力影响不明显。在试验研究的基础上,利用有限元分析软件ABAQUS对钢管混凝土节点处开孔后的钢管混凝土柱的轴压性能进行研究,分析钢管纵、环向应力及混凝土纵向应力沿钢管混凝土柱的分布特征.     

带环梁的方钢管约束钢骨混凝土柱-钢梁节点滞回性能有限元分析

设计了两类不同钢骨形式带环梁的方钢管约束钢骨混凝土柱-钢梁节点,运用ABAQUS有限元软件建立了该节点的数值分析模型。分析了此类节点的滞回性能、应力分布及破坏形态,考察了外钢管径厚比、内钢骨形式、节点区高度、混凝土强度及轴压比5个参数对该节点抗震性能的影响。结果表明:该类节点滞回曲线饱满,耗能性能良好,且应力分布及破坏形态符合抗震设计中"强柱、弱梁、节点更强"的要求,为今后该类节点的设计和研究提供了理论支撑。     

空间网架结构钢管混凝土柱节点力学性能足尺试验及分析

采用足尺试验与数值仿真相结合的方法研究空间网架结构中的钢管混凝土柱节点的受力及抗震性能。试验荷载逐级加载到设计荷载的1.6倍并观测柱节点的变形与应力。试验结果表明试验荷载下柱节点钢结构部分基本处于弹性状态,混凝土极小部分区域超出压应力极限,钢管与混凝土粘接良好。非线性有限元分析结果揭示了柱节点在低周往复荷载作用下的滞回耗能能力和破坏特征,指出了柱节点承载的薄弱位置,给出了柱节点的极限承载力。结果表明,足尺试验与数值计算相结合的方法可以全面揭示柱节点的受力特性及抗震性能。     

钢管混凝土组合节点的非线性有限元分析

在钢管混凝土柱—钢骨混凝土梁组合节点试验研究的基础上利用有限元软件ANSYS进行了反复荷载作用下的数值模拟,并对不同腹板厚度和钢骨混凝土梁纵筋配筋量对该组合节点承载力的影响进行了分析。结果表明,有限元计算所得的结果基本能反映结构在反复荷载作用下的应力状态、受力性能等。     

装配式框架单榫柱-柱连接节点抗震性能研究

对预留有墙板插槽的装配式框架单榫柱-柱连接节点足尺试验模型进行了拟静力试验。研究了装配式框架柱单榫柱-柱连接节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、耗能能力以及极限承载力。采用有限元软件ABAQUS对装配式框架单榫柱-柱连接节点进行分析计算,并与试验结果对比,验证理论分析的正确性。结果表明:新型装配式框架单榫柱-柱连接节点滞回曲线形状较为饱满,表现出良好的抗震性能;榫锚连接钢板性能良好,应力得到有效传递;初裂缝出现在结构榫锚连接钢板连接下方,试验模型最终的破坏形态为装配式框架单榫柱-柱连接处下部和底部柱角处发生混凝土受压破坏。     

异形单层网壳结构的整体稳定性研究及关键节点分析

单层网壳结构属于缺陷敏感结构,整体稳定问题是结构设计的关键.单层网壳结构可以采用空间相贯节点,有必要对节点进行三维实体有限元分析,在此基础上研究节点的力学性能.本文总结了单层网壳结构整体稳定分析的方法,归纳了空间相贯节点三维实体有限元分析方法;针对异形单层网壳结构,研究了结构的静力性能、结构网格与建筑形状对结构承载能力的影响,确定了结构的弹性稳定承载力和弹塑性稳定承载力;对空间相贯节点进行了有限元分析,得到节点处应力的分布情况,并研究了节点隐蔽部位有无焊缝对节点力学性能的影响.结果表明：异形单层网壳的曲率变化和结构网格对关键部位处杆件受力影响较大;稳定承载力对单层网壳结构起控制作用,对此异形单层网壳进行弹塑性稳定分析,结构安全系数达到24;隐蔽部位焊缝对节点承载力的影响较大,设置隐蔽部位焊缝后,节点处各杆件的最大应力可减小20%以上.     

地震作用下基于节点弯矩平衡方式的框架柱屈服机理分析

通过对平面框架在地震作用下的弹性、非弹性动力反应分析结果的讨论 ,说明了框架中间层节点处可能形成的各种弯矩平衡方式 ,并根据框架的变形和受力特点 ,对这类节点处弯矩平衡方式发生变化的内在原因进行了分析。在讨论了影响中间层外节点和内节点处弯矩平衡方式发生变化的各因素的异同之后 ,基于可能形成的各种节点弯矩分布形式 ,分析了控制框架不同部位的柱在地震作用下不进入屈服的抗震设计方法。     

T型外部补强箱型节点加劲肋长度的确定

为研究T型加劲肋长度对箱型节点性能的影响规律并确定合理的加劲肋长度,对T型外部补强箱型柱—工字梁节点进行弹塑性分析.采用ANSYS有限元方法,分析了T型外部补强节点应力发展趋势,进行了加劲肋长度对箱形柱—工字梁节点性能影响的参数分析,根据节点的设计标准确定了T型外部补强节点合理的加劲肋长度.研究结果表明:采用T型加劲肋时,塑性铰外移到梁翼缘与加劲肋连接端部,节点初始刚度和极限承载力有很大的提高;节点的弯矩传递路径由梁翼缘中部逐渐向梁两侧的加劲肋传递,并通过加劲肋有一部分弯矩传递给柱,从而节点变形大大减小.增大加劲肋长度有利于梁端弯矩通过加劲肋向柱腹板传递,但加劲肋过长时,柱腹板承担过多的应力,梁柱翼缘连接处容易局部屈服,最终确定当加劲肋长度取腹板对角线与梁翼缘夹角在10°～15°时为合理的加劲肋长度.