主管内填混凝土的矩形钢管X型节点受拉和受弯性能试验研究

为了解主管内填混凝土对矩形钢管X型节点性能的影响,分别进行4个矩形钢管混凝土X型节点和1个矩形钢管X型节点的受拉和受弯试验,试验主要参数为支主管宽度比β和主管宽厚比γ。试验结果表明,主管内填混凝土能够改善节点受力性能,提高节点刚度和承载力,与矩形钢管节点相同,参数β和γ是影响矩形钢管混凝土受拉和受弯节点承载力的主要因素,β越大、γ越小,矩形钢管混凝土节点受拉和受弯承载力越高,节点刚度越大;由于主管内填混凝土的作用,改变了节点破坏模式几何参数的变化范围,节点破坏模式与矩形钢管节点不同。建议套用相应矩形钢管节点承载力计算公式,依据破坏模式来验算矩形钢管混凝土X型节点的受拉和受弯承载力。     

神农大剧院钢结构节点设计与研究

神农大剧院外壳钢结构根据连接部位的不同特点分别采用了焊接鼓形节点(A型)、铸钢节点(B型)、矩形钢管(内带加劲板)焊接节点(C型)、矩形钢管直接相贯焊节点(D型)及圆形钢管直接相贯焊节点(E型)等多种节点形式,其中A,B及C型节点连接杆件较多(最多达十几根),空间交汇关系复杂且受力较大。重点介绍了A,B及C型节点的设计及构造。对各型节点均进行了弹塑性节点分析,总结了各型节点的受力性能特点及试验研究结果,并对其安全性进行了评价。     

不同连接形式下圆钢管混凝土构件受弯性能研究

为研究不同连接形式下圆钢管混凝土构件受弯性能,对整体钢管混凝土试件、套筒连接钢管混凝土试件和套筒灌浆连接钢管混凝土试件的受弯性能进行了拟静力试验,采用三分点加载方式,分析了受弯试件承载力、刚度和延性性能,讨论了连接节点受拉区和受压区应变分布情况。结果表明：采用套筒连接和套筒灌浆连接的圆钢管混凝土构件承载力和延性性能均优于整体钢管混凝土构件,挠度变形曲线符合正弦半波曲线,承载力可按照整体钢管混凝土统一理论计算;与整体钢管混凝土构件相比,采用套筒灌浆连接试件刚度提高,初始刚度和使用阶段刚度均提高15%以上,极限阶段抗弯刚度可提高64.3%;套筒连接钢管混凝土试件中套筒仅起到约束作用,其连接节点可视为铰接点,套筒灌浆连接钢管混凝土试件中套筒、灌浆料和所连接钢管混凝土构成统一整体,共同受力,其节点可视为固接节点。     

拉-弯-剪复合受力混凝土构件的承载力计算研究

试验研究表明,复合受力状态下的钢筋混凝土构件的抗拉、抗弯、抗剪强度是相关的。以拉弯相关性、弯剪相关性为基础,根据截面满足的平衡条件,分别推导出矩形截面钢筋混凝土构件在小偏拉、剪力共同作用和大偏拉、剪力共同作用下考虑拉-弯-剪三者相关性的承载力验算式。通过对比试验数据,考虑拉-弯-剪相关性的构件承载力验算方法计算的结果与试验数据符合良好。从安全角度考虑,建议进一步修正GB 50010—2010《混凝土设计规范》中关于拉-弯-剪构件设计方法。     

PBL加劲型矩形钢管混凝土不等宽T型节点应力集中系数分析

为研究开孔钢板连接件（PBL）加劲型矩形钢管混凝土T型节点的疲劳性能,进行了T型节点支管受拉、面内受弯及面外受弯的应力集中系数分析。基于矩形钢管混凝土T型节点受拉试验,设计了主管为矩形钢管、矩形钢管混凝土和PBL加劲型矩形钢管混凝土,支管为方钢管的T型节点受拉试件,并采用ABAQUS软件对其进行非线性有限元分析,其中主管钢管宽厚比为27,支主管宽度比为0.4。通过非线性有限元数值模拟,分析热点可能出现位置,并采用二次外推法计算得到支主管的应力集中系数。结果表明:PBL加劲型矩形钢管混凝土节点热点出现位置与矩形钢管节点和矩形钢管混凝土节点一致;与矩形钢管混凝土节点相比,PBL加劲型矩形钢管混凝土节点的应力集中系数显著降低,抗疲劳性能明显提高。     

胶合木网壳半刚性节点受力性能试验研究

针对凯威特六型胶合木网壳节点,设计并制作了12个足尺节点试件。进行了在胶合木构件轴压力为0、100、200 kN和300 kN共4种工况下节点的受弯承载性能试验,对节点抗弯刚度和受力性能进行分析,研究节点的弯矩-转角关系、节点域破坏模式及其与构件轴压力的关系。结果表明：节点域破坏模式可分为胶合木构件受压破坏、受拉破坏和界限破坏。节点域胶合木构件受拉破坏的节点受弯承载力随木构件轴压力的增大而增加。随着胶合木构件轴压力的增加,节点的初始抗弯刚度增大。发生节点域胶合木构件受压破坏的节点,其刚度较木构件受拉破坏的节点有较大提高。试验测得了节点的荷载-位移曲线和弯矩 转角曲线,并拟合得到了弯矩-转角关系方程,结果表明适度的木构件轴压力有助于提高节点连接的延性。     

苏州火车站站房钢结构复杂节点设计研究

苏州火车站屋盖结构采用空间菱形大跨度钢管桁架结构,局部为双向交叉菱形桁架。桁架汇交杆件数量多、直径大,节点构造非常复杂。工程节点主要采用相贯焊接的形式,受力集中和几何构型非常独特的部位采用铸钢节点。焊接节点域进行局部加厚,并在主通弦杆内部设置环形加劲肋,以提高节点承载力。铸钢节点域根据构件的几何尺寸与空间关系确定主通杆件与加劲肋的设置方式,采用渐变壁厚的方式满足受力平衡过渡以及铸造工艺的要求,并在构件端口设置构造环肋以及反向焊接坡口解决与钢管的连接。通过有限元分析与试验研究对上述节点构造的合理性进行了全面分析,确保节点具有较大的安全储备。     

钢管结构法兰连接节点拉弯承载力简化设计方法

法兰连接是钢管结构中一种重要的连接形式,拉、弯作用是法兰连接节点的主要受力工况。国内外现存的法兰连接节点在拉、弯作用下的承载力验算公式很少,且未能全面考虑节点的受力特性,有明显的不足。利用屈服线理论,得到了由法兰板厚度控制的法兰连接节点拉弯承载力计算公式,并与可靠的有限元计算结果相比较,证明了所提出的理论计算公式的合理性和适用性,可为法兰连接节点拉弯设计提供参考。     

改进贴板加强的钢管受弯连接节点试验研究

由于国家游泳中心多面体空间刚架的杆件与节点之间采用全熔透的对接焊缝连接,为避免焊缝脆性破坏先于钢材破坏,实现"强节点弱构件"的设计思想,确保结构具有良好的延性,有必要对焊缝连接节点进行适当加强。采用低周反复加载方法对改进贴板加强的方钢管及圆钢管杆端受弯连接节点进行试验研究。改进的贴板加强方式对4面围焊的矩形贴板作了两方面的改进:贴板形状由矩形改为下部矩形、上部梯形的形式;取消贴板前端的焊缝,由4面围焊改为3面围焊。研究表明,改进贴板加强方式可有效减少由于焊接引起的母材材性改变所带来的不利影响,节点的破坏形式则由钢材拉裂改变为钢管的局部压曲,节点的耗能能力更强、延性更好。     

非等壁厚矩形钢管混凝土构件抗弯性能研究

探讨非等壁厚矩形钢管混凝土构件的抗弯性能,进行了5根梁的试验研究,主要考虑不同的拉压区钢管壁厚对构件抗弯性能的影响。试验结果表明,非等壁厚矩形钢管混凝土受弯构件具有良好的抗弯承载力和延性,直至试验结束,荷载未出现下降阶段。同时,采用纤维模型数值方法得到了非等壁厚矩形钢管混凝土的受力全过程曲线,计算结果与试验结果相吻合。与等壁厚矩形钢管混凝土相比,相同用钢量下,非等壁厚矩形钢管混凝土构件具有更大的抗弯承载力,并且通过提升混凝土强度与上下壁钢管的屈服强度,能够更加有效地提升构件的抗弯承载力。