铝合金网壳结构中新型铸铝节点承载力设计方法研究

铝合金网壳结构近年来得到了广泛的应用,传统的节点形式难以满足铝合金结构的发展.新型铸铝节点的研究表明,其在构造和受力方面都满足结构的要求,但其承载力的设计公式还未给出.本文利用经过试验验证的可靠的有限元模型进行弹性有限元分析,研究铸铝节点在不同受力状态下的应力分布,并与由材料力学方法得到的结果进行比较,给出了铸铝节点的应力集中系数和简化的承载力设计公式.与试验研究、有限元分析结果的比较表明,简化计算公式具有良好的适用性,而且考虑到铸铝节点的脆性破坏形式而预留了一定的安全储备,能够为铸铝节点的合理设计提供依据.     

上海南站无柱雨棚铸钢节点试验研究

上海南站无柱雨棚铸钢节点由于其汇交杆件多,理论分析无法考虑节点制作过程中的各种缺陷。为了深入了解该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了三组单向拉伸试验,并进行了精细有限元分析。通过试验与有限元分析结果的比较,验证有限元分析的正确性,并由此通过理论计算推断铸钢节点的应力状况,为设计提供数据依据。     

偏心受压作用下铸钢分叉节点受力性能试验研究

为了了解树状柱结构中的铸钢分叉节点在轴力和弯矩共同作用下的受力性能,对一个典型的铸钢三分叉节点进行了足尺模型偏心受压试验,试验在1 000t微机控制电液伺服压力试验机上进行,对铸钢三分叉节点主管进行偏心加载,偏心距200mm,分析了节点的位移变化和应力分布特征。采用Solid Works软件建立与试验节点相对应的分析模型,然后导入ANSYS软件对该节点进行有限元计算,将其计算结果与试验结果进行对比。进而提出了基于主管破坏的节点承载力计算公式。研究结果表明,试验结果、有限元计算结果及承载力计算公式计算的结果三者吻合较好,节点在受压侧与受拉侧的应力水平差异明显,弯矩作用影响显著。     

45°轴承组合支座铸钢节点试验和有限元分析

铸钢节点作为一种新型的节点形式,目前已经广泛应用于大跨空间结构中。由于节点本身造型的复杂性,其计算必须借助于有限元软件进行分析。对于较重要的工程及受力较为复杂的铸钢节点,还需要通过一定的试验来验证有限元建模的准确性。运用大型通用有限元软件ANSYS对中国航海博物馆支座45°轴承组合支座铸钢节点进行真实工作状态的模拟和分析,同时考虑材料、接触非线性,并通过试验进行验证,说明模型建立正确且与试验吻合较好,从而为工程设计、分析提供参考。     

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.     

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.     

网壳结构十字形铸钢节点承载性能试验

结合新加坡植物园展览温室结构中铸钢节点的初始设计方案,对该铸钢节点进行了足尺静力加载试验和有限元分析,研究了其承载力、刚度、应力分布和破坏机理。材性试验结果表明,此类铸钢材料宜采用线性强化塑性本构模型。通过比较试验和有限元分析得到的节点荷载-挠度曲线以及应力分布可以得出,有限元计算与试验结果吻合良好,文中建立的有限元模型能够很好地分析铸钢节点的受力性能。基于研究结果对该类铸钢节点的设计提出了建议,为实际工程应用提供了参考。     

南通市体育会展中心分叉柱底铸钢支座节点有限元分析

铸钢节点作为一种新型的节点形式目前已经广泛应用于大跨空间结构中。应用有限元软件,对南通市体育会展中心分叉柱底铸钢支座节点进行了有限元分析,模拟出该节点的实际工作状况,并通过试验加以验证,可供工程设计参考。     

天津奥林匹克中心体育场铸钢节点试验研究

天津奥林匹克中心体育场大跨度钢管桁架结构铸钢节点受力和构造复杂,为考察铸钢节点的受力性能,评价其安全性,对铸钢节点进行了足尺试验和有限元计算分析。首先建立节点有限元实体模型进行有限元计算分析;根据有限元计算结果,布置应变测点,对节点进行设计荷载作用下的试验,得到节点应力试验值。结合试验结果与有限元计算结果,分析了节点的应力分布规律,表明天津奥林匹克中心体育场铸钢节点具有较高的承载性能和足够的安全性。     

哈尔滨会展体育中心屋架铸钢节点性能研究

简述了哈尔滨会展体育中心张弦桁架的铸钢节点的构造和设计情况,进行了该铸钢节点的足尺静力试验和有限元分析。详细讨论了试验的加载装置、测试结果和有限元数值计算结果,给出了节点的应力分布状况。研究表明,该铸钢节点在设计荷载的作用下,具有足够的强度和刚度;有限元计算结果与试验实测结果基本吻合,前者也能够较好地了解铸钢节点的受力性能。最后对铸钢节点的制造质量也提出了建议。     

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。     

45m跨度组合楼盖典型节点的设计及有限元分析

通过对一种新型的超规范大跨度钢桁架-混凝土组合楼盖的典型复杂节点进行设计和有限元分析,在规范推荐的节点构造基础上提出了一种新型的用于大跨度组合楼盖的节点构造形式,有限元分析结果表明:此种节点构造形式具有良好的受力性能和足够的安全度.     

空间多支管铸钢节点性能研究

结合郑州展览中心屋盖结构的关键连接节点,探讨了空间多支管铸钢节点的受力性能.对一大型铸钢节点进行了足尺试验,设计了自平衡的加载装置对节点加载,对一些重要部位的应力状况进行了测试,应用有限元方法进一步分析了节点的应力分布,从而对节点强度作了评估,使该节点在实际工程中应用具有安全可靠的保证,还对铸钢节点的制作质量提出了建议.     

深圳大运中心体育场钢屋盖结构设计若干关键技术研究

深圳大运中心体育场钢屋盖采用单层折面空间网格结构.80多吨的超大铸钢节点密切结合铸造工艺特点,通过有限元计算分析和节点构造等的优化提高节点质量.对碗盖球的铸钢球铰支座进行包括接触的弹性和弹塑性有限元分析,提出了简化接触边界条件的弹性阶段实用计算方法,采取了支座充分转动和防脱臼措施.对钢板热成型圆管进行了材质比较、成型后...     

网壳结构铸钢球节点弹塑性分析及试验研究

为了对重庆奥林匹克体育中心网壳结构铸钢球节点承载安全性作出评价,本文对一关键节点进行了弹塑性分析和实体试验研究。通过对该节点有限元模型的弹塑性分析,得到节点应力、应变分布情况。通过铸钢球节点结构的实体试验,得到表面各测点应力测试值。结合理论分析和实体试验,分析了铸钢球节点的传力路径和和受力特点,指出其应力从连接端口到球体“高-低-高-低”的变化规律,按VonMises强度理论对其承载能力做出了评价。将管身应力与管脚应力的比值作为反映应力集中程度的一项重要指标,对此进行分析并指出,大型铸钢球节点设计时可以通过控制该比值优化应力传递路径。     

关于未来铸钢节点发展趋势与出路的探讨

铸钢节点由于设计自由度大、适应性好、力学性能优异而倍受青睐。铸钢节点在局部高应力区形成圆角圆滑过渡,既具有美观的流线型外形又避免了相贯切割及焊缝重叠引起的应力集中。随着高层,大跨建筑及新型结构的不断采用,铸钢节点大型化、复杂化趋势明显。受运输、吊装以及制造等条件的限制,超大铸钢件的应用面临诸多挑战。提出了一般铸钢件的适宜重量和尺度,认为超大铸钢件的适当拆分或采用组合式铸钢件不失为一个好的思路,但由此带来的一些相关技术问题需作进一步研究。     

铸钢节点的设计以及在工程中的应用

铸钢节点是我国钢结构中新兴的一种节点形式。通过对铸钢节点的研究,提出了铸钢节点的一般设计准则;分析了铸钢空心球管节点、铸钢相贯节点的特点,并给出了相应的设计方法;最后介绍了铸钢节点的质量控制与焊接,不仅可为即将编制的铸钢节点规范提供参考,而且对今后指导铸钢节点的设计具有积极作用。     

往复荷载作用下钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点力学性能研究

建立了钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点在往复荷载作用下力学性能分析的有限元计算模型。利用平面与空间连接节点试验结果,对建立的数值模型进行验证。采用有限元模型分析不同空间双向加载方式对钢管混凝土叠合柱-钢梁空间连接节点力学性能的影响规律,研究该类组合节点在往复荷载作用下荷载(P)-位移(Δ)关系全过程受力机理与核心区剪力分配机制,并从承载力及刚度等方面对比平面与空间连接节点的性能。研究结果表明,不同加载方式对节点的承载力有明显影响。相比平面节点,钢管混凝土叠合柱-钢梁空间连接节点在双向往复荷载作用下正、负向承载力分别降低约14%和18%。     

榫卯连接组合框架节点受力性能试验及理论分析

为了探索榫卯节点在钢-混凝土组合结构中应用的可行性,提出了一种钢混组合装配式节点——榫卯连接组合框架节点,设计并制作了2个足尺的榫卯连接节点,对其进行梁端单调静载试验,并采用ABAQUS软件进行有限元模拟分析,探讨了梁内钢筋面积的变化对节点破坏模式、承载能力、刚度、弯矩-转角关系等特征的影响。试验结果表明,该节点具有较好的承载能力和延性,梁内钢筋面积的增加使得节点的刚度、正弯矩区承载力有一定的提高,但对节点负弯矩区承载能力影响不大。节点的破坏模式主要为柱壁鼓曲变形、组合梁翼缘楼板受拉断裂。有限元模拟结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的有效性。最后对该类节点受剪机制进行了分析,结果表明节点核心区受剪承载力主要由钢管、槽钢腹板及核心区混凝土斜压杆组成,并采用叠加方法推导了该类节点核心区的受剪承载力计算式。