钢管结构K型相贯节点的静动态极限承载力

平面K型节点是钢管结构节点主要形式之一。对平面K型圆钢管搭接节点在静力荷载和冲击荷载作用下的弹塑性响应和极限承载力进行了非线性有限元分析。首次得到相贯节点的动力极限承载力,发现节点的动力极限承载力一般小于静力极限承载力。K型圆钢管搭接节点在静、动荷载作用下弹塑性力学特性有较大的区别,节点动力破坏主要发生在节点相贯处,规范计算公式给出的节点静力极限承载力是偏于保守的,所得计算结果和结论对实际工程有一定的应用价值。     

K型相贯钢管节点的极限承载力研究

平面K型节点是钢管结构节点主要形式之一.本文对平面K型圆钢管搭接节点在静力荷载和冲击荷载作用下的弹塑性响应和极限承载力进行了非线性有限元分析.首次得到相贯节点的动力极限承载力,发现节点的动力极限承载力一般小于静力极限承载力.K型圆钢管搭接节点在静、动荷载作用下弹塑性力学特性有较大的区别,节点动力破坏主要发生在节点相贯处,规范计算公式给出的节点静力极限承载力是偏于保守的.本文所得计算结果和结论对实际工程有一定的应用价值.     

带肋异形K形相贯节点静力性能研究

首先对带肋异形截面K形相贯焊接节点进行缩尺模型试验,分析了节点在复杂受力工况下的应变发展过程,随后建立并验证了带肋异形K形相贯节点有限元模型。通过有限元计算对比分析了带肋节点和不带肋节点的应力分布、破坏模式和极限承载力,最后计算比较了节点在不同内外加劲厚度条件下的极限承载力。结果表明内、外加劲能够有效降低节点相贯区域应力,带肋节点相贯区达到材料断裂应变而发生破坏,带肋节点的极限承载力为不带肋节点的1.8倍,增大加劲板的厚度也可一定程度增大节点极限承载力。     

空间KX型相贯节点承载力分析

KX型相贯节点被广泛应用于空间结构中,但目前相关规范尚无其承载力计算方法。同时考虑几何非线性和材料非线性,利用有限元方法计算得到了不同几何参数和荷载参数的KX型节点极限承载力,建立了6组KX型节点K支管承载力和X支管承载力的相关曲线,进而通过分析发现了相关曲线存在的规律,并得到相关文献试验数据和数值分析数据的验证。最后,基于分析得到的规律提出了KX型相贯节点的极限承载力计算式。     

K型方圆相贯节点的非线性有限元分析

研究了在只有支管受轴力作用下K型方圆相贯节点非加劲与加劲节点的极限承载力,利用单参数分析的方法,分析了主管宽厚比、加劲环的宽度和厚度等对节点极限承载力的影响,得出了一些有参考价值的结论。     

焊接残余应力对Y型相贯节点极限承载力影响分析

采用ANSYS的热 结构间接耦合、生死单元技术模拟Y型相贯节点的焊接过程;将牛顿-拉普森法和弧长法结合,求解Y型相贯节点极限承载力,给出求解流程;分析支管外径与主管外径比、支管倾角、主管径厚比等几何参数对Y型相贯节点极限承载力的影响,将考虑和不考虑焊接残余应力的计算结果进行对比分析。研究结果表明:焊接残余应力降低了Y型相贯节点的极限承载力;支管外径与主管外径比β越大,主管的径厚比γ越小,支管倾角θ越小,则Y型相贯节点极限承载力降低越多;结构设计时,保证强度和安全的前提下选择合适的支管外径、主管壁厚和支管倾角,可减小焊接残余应力对Y型相贯节点极限承载力的影响。     

K型方、圆管相贯节点的极限承载力非线性有限元分析

本文利用非线性分析的有限元方法对K型方主管、圆支管杂交型相贯节点进行了数值计算,揭示了节点极限承载力随几何参数的变化规律及主管作用荷载对节点极限承载力的影响,分析了节点的破坏机理和破坏形式,并针对不同的节点破坏形式给出了相应的节点加强方案,得出了一些有用的结论,供工程设计参考应用。     

X型相贯节点极限承载力分析

利用ABAQUS强大的非线性分析功能,对双向弯矩下的平面相贯节点X型节点进行有限元模拟分析,得到该条件下此类杆件的极限承载力和节点区的应力变化趋势,与已有试验数据对比分析,验证ABAQUS有限元分析软件在模拟双向弯矩作用下X型相贯节点极限承载力的可行性,同时对节点进行参数化分析。     

基于微观断裂机制的XK型相贯节点极限承载力分析

采用基于微观断裂机制的空穴扩张模型（VGM）和应力修正应变模型（SMCS）对XK型相贯节点进行断裂预测,分析了有限元模型中考虑焊缝构型与否对断裂预测结果的影响。通过与试验结果的对比,证明了合理考虑焊缝构型在相贯节点断裂预测中的重要性,验证了VGM模型用于预测相贯节点在单调荷载作用下延性断裂的适用性。分析了XK型相贯节点在腹杆轴力作用下的破坏模式和极限承载力。结果表明,XK型相贯节点可能在受拉腹杆与弦杆之间的焊缝处发生断裂,这种破坏模式属于强度破坏,节点极限承载力应取该断裂荷载|XK型相贯节点也可能在受压腹杆与弦杆相交处因过大的塑性变形而破坏,此时,节点极限承载力应取荷载-弦杆变形曲线的峰值荷载。XK型相贯节点的破坏模式与节点几何构造和腹杆受力状态有关。     

钢管相贯K型节点焊接残余应力的数值模拟与试验分析

钢管相贯焊接节点是空间钢管桁架的常见连接方式,为了深入研究钢管相贯节点的极限承载力和疲劳寿命,对K型钢管相贯节点的残余应力进行了分析。针对K型钢管相贯节点焊接时的热应力特征,通过对焊接过程中加热与冷却温度场的正确描述,并采用相应的热传导数学和物理模型,进行温度场和应力场的耦合计算。计算中考虑了钢材热物理参数和力学参数随温度变化的非线性性能,得到的残余应力和残余变形分布规律与K型钢管相贯节点试验的破坏形态吻合较为理想,据此提出焊接热损伤对节点破坏形式有一定影响的观点。     

钢管塔正负偏心K形相贯节点的极限承载力研究

现有《钢结构设计规范》公式没有明确反映偏心距对节点承载力的影响。为了考察偏心距对钢管K形相贯节点的承载力的影响规律,建立偏心钢管相贯节点有限元模型,研究偏心相贯节点的受力机理;同时分析主管轴压力、加劲肋对节点承载力的影响规律。分析结果表明:偏心节点和无偏心节点破坏模式基本相同;偏心距影响节点承载力,负偏心增大有利于提高节点的极限承载力,正偏心降低节点极限承载力;而且相对正偏心而言负偏心对极限承载力影响更大。相贯节点的承载力模拟值比规范计算值大10%～30%,即规范公式计算结果偏于保守。     

加劲相贯焊K型节点承载力试验研究及设计计算方法

加劲相贯焊K型节点在传统相贯焊K型节点的基础上添加了加劲板,可以有效提高承载力。为得到加劲相贯焊K型节点的设计计算方法,开展了试验和理论研究。设计了具有不同节点尺寸参数的9个试件进行试验研究,同时进行相应的有限元计算分析。研究表明:加劲相贯焊节点承载力增加的部分随加劲板宽度与直径之比的提高而提高。加劲相贯焊节点的破坏模式除表现出传统相贯焊节点破坏特征外,还出现加劲板焊缝开裂和支管拉裂等破坏模式。结合69个试件的有限元计算分析结果和试验结果,回归得到了承载力简化计算方法,该方法兼具经济性和安全性。     

支管拉力作用下钢管K形节点承载力计算方法探讨

在统计分析19个钢管K形相贯节点试件失效模式和极限承载力的基础上,对我国《钢结构设计规范》(GB50017—2003)的承载力计算方法进行了分析。结果表明,受压支管内力引起节点失效时,节点承载力试验值与计算值总体上吻合较好;而受拉支管内力引起节点失效时,节点承载力的计算值明显小于试验值。进行了2个支管拉伸破坏的钢管K形相贯节点试验,结果进一步表明我国钢结构规范计算值偏于保守。提出了对支管拉力作用下K形节点承载力乘以增大系数的建议,建议方法计算精度明显提高且仍有足够的安全性。     

K形方管加强节点的承载力性能研究

通过有限元软件ANSYS对K形方管相贯焊接加强节点的轴力和弯矩作用下的极限承载力进行了数值模拟研究,研究结果表明三种加强方式对K形节点的承载力都有不同程度的提高作用,且提高幅度与几何参数有关。     

平面K型相贯节点不同焊接方式的有限元分析

利用ANSYS非线性有限元法，分析了K型相贯节点在支管不同受力情况下隐藏焊缝焊与不焊对节点力学性能的影响，总结了K型搭接节点隐藏焊缝焊接与否的破坏模式和极限承载力随主支管夹角的变化规律，以供工程设计人员参考。     

套箍加强K型钢管相贯节点实验及有限元研究

文章通过足尺模型试验研究了套箍加强K型相贯节点的套箍加强作用,同时运用了非线性有限元分析软件ABAQUS验证了试验结果并作了扩大补充分析。结果表明,在节点区增设套箍可改善普通K型相贯节点的传力路径,缓解节点区应力集中,有效提高节点承载力。     

TX型圆管相贯节点空间作用下的极限承载力分析

空间相贯管节点构造简捷 ,较多应用于大跨度空间结构 ,其受力状况较为复杂。运用有限元方法 ,分析了TX型圆管相贯节点在平面外支管受轴向荷载、平面内支管受平面外弯矩作用下的极限承载力 ,并利用圆环模型 ,结合非线性回归分析 ,推导了理论计算公式。     

鞍板和环板加劲K形相贯节点承载力试验研究

为研究采用节点板、鞍板、环板加劲的K形相贯节点的受力特性,设计并制作了11个节点试件开展比例加载试验研究,得到其变形、应力分布及破坏模式等受力性能。利用经试验验证的有限元模型,分析了加劲组件和钢管参数对该类加劲相贯节点承载力的影响,并给出了受荷节点的力学模型。有限元分析和试验结果表明,该节点表现出无加劲相贯节点和带鞍板的管-板节点的受力特征,加劲构造能有效提高节点承载力。参数敏感性分析结果表明,增加支管和主管直径比、主管厚度、节点板长度和扇形鞍板圆心角可提高节点极限承载力。给出了极限承载力简化计算方法,计算结果和有限元分析及试验结果吻合较好。     

插板加强K型间隙圆钢管相贯节点的极限承载能力非线性有限元分析

应用有限元法,考虑材料非线性和几何非线性,分析计算了K型圆钢管相贯节点(K型)和插板加强K型圆钢管相贯节点(RK型)的承载力,并绘出节点的荷载-位移曲线。比较表明:插板显著提高了K型节点的极限承载力,揭示了K型和RK型节点承载力随弦腹杆夹角、两腹杆间隙的变化规律以及不同几何参数下插板对节点的极限承载力的贡献,可供工程设计参考应用。     

圆管相贯节点极限承载力有限元分析

应用材料和几何非线性有限元法分析了T ,Y ,K形圆管相贯节点的应力和塑性区分布规律、节点变形及节点几何参数对节点极限承载力的影响 ,获得了影响管节点承载力的主要参数与承载力曲线 ;将有限元计算结果与各国规范进行比较 ,指出了现有规范的不足之处 ,为我国规范的进一步修订提供了理论依据