双腹板、顶底角钢半刚性连接节点的非线性有限元分析

用ANSYS有限元程序对双腹板、顶底角钢半刚性连接节点的非线性性能进行了理论分析,并将计算结果与试验结果进行了比较,两者吻合较好.通过对7个系列共23个双腹板、顶底角钢连接试件的有限元分析,重点探讨了连接的各类组件对节点力学性能的影响.结果表明:梁截面高度、顶底角钢厚度及与柱翼缘相连的顶底角钢螺栓间距对节点力学性能的影响较大;腹板角钢厚度对节点力学性能有一定的影响;柱腹板水平加劲肋、柱截面高度和螺栓直径对节点力学性能的影响较小.双腹板、顶底角钢连接梁柱节点属于典型的半刚性连接节点,建议在设计中考虑其对结构受力性能的影响.     

腹板加劲肋对空翼缘梁LHFB承载能力的影响

为改善空翼缘梁LHFB的受力性能,对LHFB设置了横向加劲肋.考虑几何非线性与材料非线性的影响,利用有限元软件ANSYS计算其在3种不同荷载作用下的承载力.研究加劲肋厚度、连接形式、加劲肋数量、端部加劲肋对LHFB承载力的影响.分析结果表明,对LHFB设置横向加劲肋,能有效的抑制空翼缘梁LHFB畸变屈曲的发生,提高构件的承载力.建议对LHFB加设横向加劲肋时,加劲肋厚度按bs/15选取,并且与翼缘和腹板全部焊接.在纯弯状态和均布荷载作用下沿梁长均匀布置两道加劲肋,在跨中集中力作用下在跨中位置布置一道加劲肋.     

加劲肋对外伸端板连接火灾下破坏模式的影响

为研究外伸端板连接节点火灾下的破坏模式及承压加劲肋厚度对节点耐火性能及柱稳定性的影响,研究了热力耦合作用下节点的响应.采用钢结构设计理论和非线性有限元分析方法研究了节点火灾下的破坏模式、承压加劲肋的失稳及加劲肋厚度对节点耐火性能及柱稳定性的影响.结果表明:火灾下节点的破坏模式为:首先在端板和柱翼缘承拉区发生弯曲大变形,之后承压部分局部失稳并最终导致节点丧失承载力;承压加劲肋厚度对节点耐火性能有较大影响,火灾下加劲肋受到不断加大的热应力作用,但其临界应力随材料刚度退化而不断降低,较薄的承压加劲肋易发生失稳并引发柱腹板局部屈曲导致节点失效.适当增加承压加劲肋厚度可防止加劲肋的屈曲并有利于柱火灾下的稳定.     

单调荷载下带加劲肋钢板混凝土剪力墙力学性能有限元分析

目的 研究一种新型带加劲肋钢板的混凝土剪力墙的力学性能.方法 利用ABAQUS有限元软件在剪力墙顶端加侧向位移,针对不同参数如轴压比,剪力墙厚度,钢板厚度等的剪力墙的力学性能进行研究,分析剪力墙的承载力和屈服位移.结果 剪力墙的承载能力随着内置于剪力墙的钢板厚度,剪力墙的厚度,轴压比,混凝土强度等级的增加而增加.带加劲肋钢板的剪力墙比普通混凝土剪力墙的承载能力和屈服位移都有很大的提高,钢板对剪力墙屈服后强度的提高有很大帮助.结论 带加劲肋的钢板内置于剪力墙中能大幅度提升剪力墙的单调荷载下的力学性能.     

冷成型钢截面加劲肋不同下承载力对比研究

对冷成型钢截面板件设置中间加劲肋和边缘加劲肋,通过在中间加劲肋个数不同和边缘加劲肋长度不同条件下的受压承载力进行对比,以达到提高截面承载效率的目的.     

外伸端板加劲肋对连接性能的影响

为考察外伸端板连接中不同端板加劲肋对节点性能的影响,采用接触问题的弹塑性大变形有限元分析方法,研究了钢梁柱外伸端板连接中不同长度和厚度的外伸加劲肋对节点刚度、承载力的影响,考察了端板变形和连接面受拉侧间隙的变化。研究发现,与梁腹板等厚的等边加劲肋会过早地拉剪屈服,受压侧加劲肋则过早屈服和屈曲。斜角为63.4°,加厚的加劲肋能增大节点的抗弯力臂,减小螺栓拉力,延迟梁受压翼缘的局部屈曲,并能够将梁端塑性铰移向加劲肋的尾部,从而明显提高端板连接节点的强度和刚度。     

顶板与竖向加劲肋围焊端部局部应力优化分析

针对顶板与竖向加劲肋围焊端部疲劳细节,提出角钢支撑和加劲肋开孔2种应力优化方法。通过数值模拟结合疲劳试验,研究优化方法对围焊端部应力水平和疲劳性能的影响,分析角钢厚度、开孔竖向距离和横向深度3类尺寸参数对优化效果的影响。结果表明:角钢支撑约束顶板面外变形,可降低围焊端部应力水平。加劲肋开孔削弱围焊端部刚度,可降低围焊端部分配的次应力。增加角钢厚度、减小开孔竖向距离、增加开孔横向深度可提升应力优化效果。降低围焊端部疲劳应力可延迟或避免疲劳裂纹的产生,加劲肋开孔不影响裂纹扩展寿命和扩展路径。     

钢梁支承加劲肋的计算长度

现行钢结构设计规范(GB50017-2003)规定梁的支承加劲肋计算长度取腹板高度.这相当于把支承加劲肋看作两端铰接且压力不变的轴心受压构件.计算长度的取值正确与否,将直接影响到支承加劲肋的稳定性验算.ANSYS有限元分析结果表明,端部支承加劲肋的计算长度系数位于0.43—0.7之间;中间支承加劲肋的计算长度系数位于0.73—1.0之间.因此,规范GB50017-2003对钢梁支承加劲肋计算长度取值偏大,致使支承加劲肋稳定验算偏于保守.最后通过数值拟合给出支承加劲肋计算长度系数的计算公式,供进一步修订规范参考.     

方钢管柱-H型钢梁端板连接节点性能的有限元分析

应用大型有限元软件ABAQUS,建立方钢管柱-H型钢梁端板连接的三维有限元模型,考虑了几何非线性、材料非线性和接触非线性,均采用拟静力加载方式进行分析.试件模型为两个系列,一个为端板加劲肋厚度系列,另一个为在设置端板加劲肋条件下的柱壁厚度系列,通过ABAQUS的分析得到其滞回曲线、骨架曲线、能量耗散系数.模拟结果分析表明:加劲肋的设置与柱壁的厚度对节点性能的影响较大,通过数据分析对比,本文给出此节点的构造设计建议,即端板应设置加劲肋,其厚度稍大于梁的腹板厚度,而柱壁厚度建议8-10mm.     

鱼腹式钢箱梁横向剪力滞效应分析

为了揭示鱼腹式钢箱梁剪力滞系数分布规律和结构参数对钢箱梁剪力滞效应的影响,通过使用有限元分析软件Midas/civil建立鱼腹式连续钢箱梁空间板壳模型,系统分析了鱼腹式钢箱梁在均布荷载、集中荷载和偏载作用下的剪力滞系数横向分布规律和纵向加劲肋厚度对剪力滞效应的影响.结果表明:在均布荷载、集中荷载和偏载作用下,鱼腹式钢箱梁剪力滞效应明显,不同截面同一位置剪力滞系数不同;通过适当地增加顶板加劲肋的厚度,可以使剪力滞系数明显下降,降低了剪力滞效应.     

Shear performance analysis of a heavy-duty universal hinged cast steel support

This paper presents the shear performance analysis of a heavy-duty universal hinged cast steel support with the largest bearing capacity. The effect of 9 parameters ( 52 specimens) ,i. e. height of the upper support,depth of the ring of the upper support,depth of the top plate of the bottom support,height of the ribs of the bottom support,depth of the ribs of the bottom support,bolt hole diameter,number of the ribs of the bowl,depth of the ribs of the bowl,and yield strength of the material,were analyzed with a 3-dimensional elastic-plastic finite element model in which the nonlinearities of geometry,material and contact were all considered. Analysis shows that height of the upper support,depth of the ring of the upper support and yield strength of the material have a great effect on the mechanical performance of the support. Height of the upper support has the largest effect on performance price ratio of the support,and the maximum effect can be up to 160% . Depth of the top plate of the bottom support,height of the ribs of the bottom support and depth of the ribs of the bottom support have a medium effect on performance price ratio of the support,and the effect is within the limit of 15% 19% .     

高温下FRP加固钢筋混凝土板非线性分析

为了给FRP加固钢筋混凝土板的耐火性能研究提供数值计算方法,实现FRP加固板高温下的热-力学耦合分析,在合理选取混凝土、钢筋及FRP材料力学性能参数的基础上,编制了FRP加固板高温下的非线性有限元分析程序,程序的有效性得到了已有试验结果的验证.基于程序对薄涂型防火涂料厚度、载荷比、混凝土板纵筋配筋率、FRP加固量、混凝土板厚及钢筋保护层厚度等对影响加固板跨中位移的相关参数进行计算分析.结果表明:防火涂料厚度、火灾载荷比以及FRP加固量对加固板耐火性能有显著影响;混凝土板厚及钢筋保护层厚度也对火灾下的加固板挠度产生影响;而跨中挠度随混凝土板纵筋配筋率的变化不明显.     

侧向进气浅床层填料塔气流分布性能的研究

本文对内径φ２８５ｍｍ的侧向进气浅床层填料塔内的气流分布性能进行了研究。结果表明：支承板型式，填料层高度和截面积比ＡＴ／ＡＰ是影响气流分布的主要因素；气流量和支承板离进口管高度的影响可以忽略。气体喷射型支承板具有分布性能好的优点，尤其适合在浅床层填料塔中使用。     

椭圆型螺栓孔网架支座节点受力性能研究

在平板网架支座节点中,通常在支座底板开设椭圆型螺栓孔使节点有一定的侧移.虽然在网架设计中这类支座经常被采用,但有关此类支座节点受力性能的研究还很缺乏.椭圆型螺栓孔能提供多大程度的侧移,此类螺栓孔如何影响节点的承载力以及抗侧刚度等问题都有必要进一步深入研究.以一类常用的网架支座节点为例进行研究,利用大型通用有限元软件ABAQUS隐式求解器的接触功能,模拟螺栓杆和孔壁、螺栓帽和节点底板、节点底板和垫板之间的接触关系,分析在不同荷载模式下椭圆型开孔对网架支座节点受力性能的影响,确定此类节点的抗侧刚度,为工程设计提供理论依据.     

利用蝴蝶形钢板剪力墙耗能的自复位结构体系研究

应用ANSYS软件对利用蝴蝶形钢板剪力墙耗能的自复位结构体系进行了有限元模拟,主要研究了钢绞线预拉力值、蝴蝶板厚度、蝴蝶板中开缝区短柱高厚比L／t、蝴蝶板中开缝区短柱宽厚比撕等参数对结构自复位能力、承载力、抗侧刚度、耗能能力以及延性性能的影响。分析结果表明,通过合理的参数设计,利用蝴蝶形钢板剪力墙耗能的自复位结构体系能够把塑性变形集中在蝴蝶板中,使框架梁柱处于弹性状态,在地震作用后没有残余变形,能够方便快速地修复;并且拥有较高的抗侧刚度、承载力,较强的耗能能力和较好的延性性能。钢绞线初始预拉力值对结构复位能力影响较大,蝴蝶板厚度以及蝴蝶短柱高厚比、宽厚比对结构抗侧刚度、承载力、耗能能力以及延性影响较大。     

基于MATLAB的膜片弹簧参数对性能影响及优化

根据膜片弹簧载荷与相对轴向变形值的关系,利用MATLAB软件分别对自由状态碟簧的内截锥高度、膜片弹簧钢板厚度、未受力时碟簧部分的大小端半径、压盘加载点半径和支承环加载点半径六个重要特征参数进行分析,总结了各特征参数对膜片弹簧性能的影响;对某型膜片弹簧进行了优化,各参数在优化后提高了离合器的相关性能并延长离合器的使用寿命。     

Preliminary rib support requirements for solid coal ribs using a coal pillar rib rating(CPRR)

Researchers from the National Institute for Occupational Safety and Health(NIOSH) are developing a coal pillar rib rating(CPRR) technique to measure the integrity of coal ribs. The CPRR characterizes the rib composition and evaluates its impact on the inherent stability of the coal ribs. The CPRR utilizes four parameters: rib homogeneity, bedding condition, face cleat orientation with respect to entry direction,and rib height. All these parameters are measurable in the field. A rib data collecting procedure and a simple sheet to calculate the CPRR were developed. The developed CPRR can be used as a rib quality mapping tool in underground coal mines and to determine the potential of local rib instabilities and support requirements associated with overburden depth. CPRR calculations were conducted for 22 surveyed solid coal ribs, mainly composed of coal units. Based on this study, the rib performance was classified into four categories. A preliminary minimum primary rib support density(PRSD) line was obtained from these surveyed cases. Two sample cases are presented that illustrate the data collection form and CPRR calculations.     

120 t顶底复吹转炉水力学模拟实验研究

以120 t顶底复吹转炉进行水力学模拟实验,研究单顶吹条件下枪位、顶吹流量对熔池混匀时间、冲击直径和冲击深度的影响;单底吹条件下底吹流量、熔池深度和底部供气元件布置对熔池混匀时间的影响;顶底复吹条件下最佳因素和水平。结果表明:单顶吹时枪位为1 000 mm时混匀时间最短;单底吹时底吹流量为750 Nm3/h时混匀时间最短,底部供气元件布置对混匀时间影响较大;顶底复吹时底吹流量对混匀时间影响最大,而枪位对混匀时间影响最小,当底部布置方式为喷孔在一条直线上对称分布时,顶吹流量为10 000 Nm3/h,底吹流量为600 Nm3/h,顶枪枪位为800 mm,熔池深度为800 mm时,熔池混匀效果最佳。     

钢梁-混凝土剪力墙直交节点受力性能影响因素分析

目的为了深入研究钢梁一混凝土剪力墙直交节点的受力性能,提出可靠的构造措施．方法利用有限元软件建立合理的计算模型,将计算结果与试验结果对比,验证模型的合理性．利用有限元软件对不同锚板厚度、锚筋截面面积、锚筋布置方式、轴压比、混凝土强度的梁墙节点进行计算,对其受力性能进行分析比较．结果锚板厚度、锚筋布置方式对承载能力和抗震性能影响较大;锚筋直径和混凝土强度对其影响不大;较高的轴压比对其有不利的影响．结论改变锚板厚度和锚筋分布方式可明显提高节点的受力性能,该节点形式具有良好的应用和发展前景．     

加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙抗剪承载能力分析

加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙是一种新型结构形式的组合剪力墙。为了研究加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙的抗剪性能,采用ABAQUS有限元程序对其进行有限元模拟分析。分析了加劲板间距、跨高比、两侧钢板厚度和内填混凝土板厚度等参数对这种剪力墙抗剪性能的影响。分析结果表明:加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙承载力高;跨度和钢板厚度是影响加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙的主要因素,随着跨高比、钢板厚度的增大,承载力明显提高;最后基于承载力叠加原理提出加劲板连接双层钢板混凝土剪力墙承载力计算公式。