Q345十字插板X型钢管节点受压承载力特性研究

介绍了钢管塔结构的横担—主材连接方式,开展了Q345十字插板X型钢管节点受压承载力试验研究;研究了节点的承载力—变形特点、破坏模式,探讨了节点的承载力计算理论,试验研究表明支管受压时十字插板钢管节点发生受压局部屈曲破坏,节点承载力计算值与实验值比较表明日本钢管塔结构的十字插板节点承载力计算理论可以应用于节点的承载力计算,且具有良好的精度。     

钢管塔横担与塔身连接节点极限承载力研究

通过对钢管塔横担与塔身连接节点进行有限元计算和节点板受力分析,确定了节点的简化原则。利用简化节点对相关文献中的全环板节点试验进行了计算,结果验证了简化节点的有效性。对简化节点进行参数敏感性分析,结果表明:主管直径、主管壁厚、环板厚度和环板高度对极限承载力有显著影响。利用最小二乘法拟合得到简化节点的极限承载力建议公式,并与日本《输电线路钢管塔制作基准》中的公式和其他文献中的试验数据作了对比。结果表明:建议公式的适用性较好,可为类似节点的设计提供参考。     

钢管塔中管-板连接节点的破坏全过程分析

管-板连接节点在高耸钢管塔中应用较多,但对这类节点的研究却很少。以一个实际工程中的钢管塔为研究对象,对典型的管-板连接节点进行了理论探讨和基于弹塑性有限元的破坏全过程分析,并通过足尺模型试验验证了数值分析结果,得出了一些结论,对该类钢管节点的理论研究和工程设计具有重要的意义。     

钢管塔有限元模型快速建模及覆冰动力特性分析

采用通用有限元分析软件SAP 2000,选取1个500kV双回路直线型钢管输电塔架,通过建立空间桁架模型、空间刚架模型和由杆单元及梁单元组成的混合有限元模型,较全面分析讨论节点构造和节点刚度等因素对塔架动力特性的影响,系统研究不同有限元模型对模态分析结果的影响,指出各种有限元模型在塔架动力特性分析中的特点和适用范围。在模型分析的基础上,对不同覆冰厚度下的钢管塔动力特性进行分析,为进一步研究钢管输电塔在覆冰条件下的地震及脉动风动力分析提供基础。研究表明：塔架整体覆冰对钢管塔架的动力特性影响明显,钢管塔截止频率随覆冰厚度的增加而减小;塔架自振频率的减小幅度随覆冰厚度的增加而逐渐增大,因此在进行覆冰条件下的钢管塔动力分析有限元计算时,应特别重视覆冰对钢管塔架的动力特性影响。     

无加劲肋螺栓连接X型钢管节点的单轴力学性能试验及有限元分析

目前,在国内外钢结构及输电塔的设计标准中,均未涉及采用螺栓连接的无加劲肋钢管节点极限承载力的计算方法。针对4个无加劲肋的螺栓连接X型钢管节点试件,对其进行了单轴拉、压承载力试验研究,并对中国Q/GDW 391—2009《输电线路钢管塔构造设计规定》、日本JSTA-1995《输电线路钢管塔制作基准》的承载力计算结果与有限元计算结果进行比较。此外,对该类节点的破坏模式、荷载-变形关系及环板应力-应变关系进行了分析。结果表明:无加劲肋螺栓连接钢管节点在受拉、受压条件下的破坏模式为环板面外失稳,采用Q/GDW 391—2009计算的极限承载力偏保守,特别是在受拉条件下富裕度较大,而有限元计算结果显示出较好的一致性。     

钢框架延性耗能节点简化模型研究

为简化延性耗能节点有限元数值计算,给大型延性耗能节点钢框架结构简化计算提供基础研究,对梁翼缘局部热处理型节点、盖板加强型节点和翼缘过渡板加强型节点3种构造形式的延性耗能节点简化理论模型进行了理论和数值研究。在节点试验研究基础上引入弹簧单元设计节点简化理论模型,根据弹簧单元广义力和广义位移关系设定弹簧本构关系,充分反映节点域和节点连接组件变形。采用ANSYS有限元软件对节点简化理论模型进行数值计算,提取节点弯矩 转角滞回曲线,将其与试验结果进行对比。结果表明:滞回曲线和试验结果吻合较好,简化理论模型能够体现延性耗能节点的实际力学性能和塑性区发展过程;所得结论可为延性耗能节点钢框架结构数值分析提供新方法。     

节点局部柔度对焊接钢管结构静力性能的影响

从理论上推导建立考虑节点局部柔度的焊接钢管结构模型的梁单元计算公式,基于该公式改进传统梁单元计算程序,通过与三维有限元建模分析的对比,验证所提理论的准确性和可靠性,研究节点局部柔度对静力性能的影响。     

广西体育中心主体育场结构设计

介绍了广西体育中心主体育场的结构体系及钢结构罩篷的结构设计。钢结构罩篷采用平面桁架+环向支撑组成的空间钢管桁架结构,简化了杆件布置和节点设计。经过对结构进行静力分析、风荷载及地震作用分析、温度作用分析、屈曲稳定分析、关键节点计算分析和试验,验证了结构设计的可靠性。     

通过有限元方法和试验验证对‘心’型管节点进行非线性分析

对空间框架的基本单元——空心圆管状节点的行为进行了分析。为了获得最好的设计,从试验和理论上,对构成节点体系的不同元素进行了研究,以精确确定在外部荷载作用下的响应。借助原型试验,采用有限元方法,对不同变量理论分析的结果进行了验证。在三维空间中,对结构以及局部进行了数值分析:对于局部,研究分割开的单元;对于整体,研究"心"型节点的工作性能。由于构成节点的不同单元的接触和非线性行为,使得模拟的最大困难在螺栓节点上。最后,对类似结构计算的简化程序给出了建议,得到了结论。     

输电铁塔钢管构件非线性屈曲荷载理论和试验研究

针对输电铁塔钢管构件的制作过程及受力特点,比较分析了不同轴心受压构件稳定承载力理论,对屈曲荷载计算的Shanley力学模型进行修正,提出了可以考虑钢管构件初始弯曲的改进Shanley压曲荷载模型,推导了相应的轴压承载力计算式。开展同径厚比、不同长细比、不同初始弯曲幅值钢管的轴压承载力试验,试验加载结束时钢管的失效模式与改进Shanley力学模型局部一致。计算分析不同初始钢管的轴压承载力,并与试验结果进行对比,理论计算值与试验值的平均误差均小于4.0%,表明改进Shanley模型及其计算式可以定量计算初弯曲对钢管构件压曲荷载的影响,且具有很好的准确性和实用性。研究成果可供输电线路钢管塔及其他钢管结构设计参考,也为相关规范修编提供理论依据。     

特高压输电线路钢管塔设计关键技术与试验研究

本文所论工程1000kV淮南-上海(皖电东送)输电线路,是我国第1条百万等级的双回路特高压线路,电压等级高、导线截面大、平均塔高超过110m,采用钢管塔结构技术经济优势明显。加工产能是制约钢管塔应用最主要的原因,本工程设计中,在广泛调研和充分吸收国内外先进设计理念的前提下,提出了钢管塔标准化设计,应用带颈锻造法兰、标准化插板管头并规范和统一了可供设计选用的钢管系列规格库,为皖电东送工程钢管塔设计的安全可靠、制造加工的规范高效创造了条件。本文同时论述了工程进行的1基科研试验塔、8基工程真型塔和1基Q46科研试验塔的真型实验,以及相关的钢管、法兰、插板、节点、高强度螺栓等一系列试验研究。试验结果进一步指导和完善了钢管塔的设计,在计算模型、主材径厚比、结构布置、加劲板设置和构造处理等方面对钢管塔设计有了新的理解和认识。     

双向贯通式钢管节点力学性能的试验研究

介绍了双向贯通式节点在轴拉 (压 )、弯扭作用下的足尺节点试验研究。试验结果表明 ,该节点有明显的应力集中现象 ,应在强度设计中留有余地。通过对不同构造节点的有限元分析可知 ,增加节点域板件厚度是提高节点力学性能的有效方法。     

钢管混凝土Y形柱非线性有限元分析及试验对比研究

以北京市某地铁车站Y形钢管混凝土柱为工程背景,在对其进行拟静力试验的基础上,利用大型通用有限元软件Abaqus对缩比试验模型进行建模和分析,并将计算模型得到的骨架曲线、柱底应力和应变、Y形铸钢部分应力与试验结果进行对比分析,得到结论:1)模拟计算结果与试验结果基本吻合,有限元模拟有一定的可靠度,可为实际设计及施工提供参考,也可为以后研究提供借鉴。2)根据结果推测,柱底仍是试件最薄弱部位。3)提出扩大模型范围研究,对结构进行设计优化和通过等效简化模型来提高其精确度的展望。     

钢管混凝土柱—型钢混凝土梁节点非线性分析

钢管混凝土柱在地震区不受轴压比限制,近年来在高层建筑中应用较多。但为满足强节点弱杆件抗震设计原则,其构造复杂,施工难度大。为此,建立三维有限元分析模型,对一种新型钢管混凝土柱-钢骨混凝土梁连接节点进行力学性能研究。结果表明:该节点具有优良的整体性,节点初始刚度大,具有较好的变形能力,抗震性能优越,延性非常好,钢材屈服后承载力下降不多。破坏时钢管柱应力较小,没有出现屈服,柱内核心混凝土大部分处于受压状态,但应力很小。     

钢管混凝土T形相贯节点应力集中系数研究

通过对钢管混凝土T形相贯节点的试验和有限元分析,研究了在轴向荷载和平面内弯矩作用下节点的应力集中系数。结果表明：轴向荷载作用下钢管相贯节点的应力集中系数分布不均匀,而钢管混凝土相贯节点分布较均匀,主管内填混凝土有效降低了相贯节点的应力集中系数,同时也将热点的位置由鞍点变为冠点;平面内弯矩作用下钢管相贯节点主管的应力集中系数分布不均匀,而钢管混凝土相贯节点主管分布较均匀,主管内填混凝土有效降低了主管的应力集中系数,两者支管相差不大;主管轴力对节点的应力集中系数影响较大,进行轴向压力和平面内弯矩作用下节点的应力集中系数计算时,应考虑到主管轴压比的影响;现行规范对于钢管相贯节点应力集中系数的计算公式并不适用于钢管混凝土相贯节点。基于强度等效的原则,提出了改进的应力集中系数计算公式,计算结果和试验结果吻合较好。     

空间XK型圆钢管相贯节点极限承载力非线性有限元分析

应用材料非线性和几何非线性有限元法对空间XK型节点圆管相贯节点进行了数值计算,分析了节点在荷载作用下应力的发展、变化过程及节点变形,并将分析结果与相关试验结果进行了比较,在此基础上得出一些有价值的结论。     

输电塔十字插板连接节点强度分析

介绍了某大跨越输电塔的节点强度试验概况,着重选取了一典型的平面K型十字插板连接节点进行试验数据分析及有限元计算,检验了设计的准确性和构造的合理性,考察了十字插板连接节点的受力特点,并指出了主管管壁上与节点板连接处存在的较为明显的应力集中现象,以供实际工程设计参考。     

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