组合桁架桥节点疲劳性能的试验和分析研究

为了充分研究双层板组合桁架桥组合节点的性能,对3个有着不同栓钉、混凝土销栓力和穿孔板的连接件的组合节点进行循环荷载下的疲劳性能试验,在不同循环荷载下,钢板和混凝土之间发现了位移反应、应变分布、裂缝扩展以及相对滑移的现象。试验结果显示,随着荷载增加甚至进行特定的循环荷载时,挠度呈几乎直线上升趋势。在进行2×106次的循环荷载后,除了一些滑移产生的微裂纹外,在钢-混凝土的结合面上并没有发生严重损坏,说明3个组合节点的疲劳性能良好。根据试验结果建立组合节点的三维有限元模型,分析发现,强度和刚度的有限元分析结果与试验结果相吻合。最后,根据相关技术参数从钢筋、焊缝和抗剪连接件方面评估疲劳性能。此研究对组合桁架桥的设计和施工有参考意义。     

钢框架梁柱节点焊缝损伤性能研究Ⅰ：试验研究

选取20个钢框架全焊接梁柱节点局部试件进行单向拉伸和拉压循环试验,记录了试件的破坏模态和应力 应变曲线,分析了材料强度、加载方式、板件厚度、宽度等参数对节点局部焊缝性能的影响,研究了焊缝开裂对节点损伤的影响。试验表明,循环加载会显著削弱焊接试件承载能力和变形能力,导致焊缝的开裂和破坏;焊缝在循环荷载作用下,受压的塑性发展会削弱焊缝延性;焊缝开裂和板件屈曲是节点损伤的两大主要因素,焊缝中裂纹发展导致节点承载力下降和刚度损伤;板件屈服后的局部屈曲对节点的损伤有待进一步研究。     

Study on damage connection behavior of weld in steel frame I of beam-to-column ： experiment

选取20个钢框架全焊接梁柱节点局部试件进行单向拉伸和拉压循环试验,记录了试件的破坏模态和应力-应变曲线,分析了材料强度、加载方式、板件厚度、宽度等参数对节点局部焊缝性能的影响,研究了焊缝开裂对节点损伤的影响。试验表明,循环加载会显著削弱焊接试件承载能力和变形能力,导致焊缝的开裂和破坏;焊缝在循环荷载作用下,受压的塑性发展会削弱焊缝延性;焊缝开裂和板件屈曲是节点损伤的两大主要因素,焊缝中裂纹发展导致节点承载力下降和刚度损伤;板件屈服后的局部屈曲对节点的损伤有待进一步研究。     

螺栓端板连接节点加固后承载性能有限元分析

已有试验表明,螺栓端板连接梁柱节点具有良好的受力性能,但节点刚度较小,循环荷载作用下破坏模式以螺栓拉断为主。当建成的结构由于各种因素螺栓端板节点承载性能不能满足要求时,需要进行加固以提高节点刚度和承载力。改：善其抗震性能,本文提出了在柱腹板加斜向加劲肋,并对端板进行焊接的加固方案。有限元分析表明加固后节点的刚度、延性和承载力都得到提高。静力加载时,荷载一位移曲线在达到峰值后出现平缓的下降段;循环加载时,节点破坏模式是梁翼缘发生局部屈曲形成塑性较,滞回曲线饱满。由于使用了焊缝,节点有可能发生脆性破坏,加固中应尽量使用较小尺寸的焊缝,施工中也应保证焊缝的质量,减小残余应力。     

梁端加强型长焊接孔节点滞回性能有限元分析

为了研究梁端加强型长焊接孔节点的滞回性能,对7个不同细部构造的节点用ABAQUS软件进行有限元模拟分析。首先,对长焊接孔节点在循环荷载作用下的受力性能进行有限元模拟并与试验对比验证;然后,对长焊接孔节点进行扩翼加强并对该新型节点进行循环荷载作用下的有限元变参数分析,研究焊接孔长度的变化对该节点滞回性能的影响,最后对发现的问题进一步改进。研究结果表明:扩翼式长焊接孔节点的滞回曲线呈饱满的梭形,随着焊接孔长度的增大,焊接孔末端的应力逐渐增大,但梁端的应力也增大且基本大于焊接孔末端的应力,说明扩翼式长焊接孔节点并不能明显改善节点的受力状态;对长焊接孔节点进行梁端盖板加强后,应力水平明显降低,且焊接孔末端的应力水平始终高于梁端焊缝处的应力,说明盖板型长焊接孔节点可以有效地保护节点焊缝。     

国际期刊导读

优化偏心支撑框架的连接件以获得最大耗能能力;循环非弹性应变下低碳钢对接焊缝的性能;侧向循环荷载下钢管混凝土柱的性能;矩形管状构件端板与底板螺栓连接节点的性能;异形钢管混凝土组合柱的抗震性能.     

不同焊接方式下钢管桁架KK型搭接节点有限元分析

KK型圆钢管搭接节点,搭接处隐藏焊缝焊接与否的问题,现行钢结构设计规范(GB50017-2003)未作明确要求.本文利用ANSYS非线性有限元法,分析了搭接节点隐藏焊缝在焊与不焊2种不同焊接方式下,搭接节点的支主管管径比β、径厚比γ、支主管厚度比τ对节点极限承载力的影响.同时分析了在低周往复荷载作用下,搭接节点隐藏焊缝在焊与不焊2种焊接方式下的滞回性能,并给出了滞回曲线.搭接节点不论对角支管相贯通还是一侧支管贯通,隐藏焊缝焊与不焊对节点最终破坏模式影响不大,对节点承载能力的影响也不是十分显著,隐藏焊缝不焊接节点滞回性能优于隐藏焊缝焊接节点.实际工程中隐藏焊缝可以不焊接.     

160m桁架式预应力钢管风电塔塔柱法兰节点抗疲劳性能研究

在低风速地区,风电机组大型化并提升轮毂高度是获取更高效、稳定风资源的有效手段,桁架式钢管风电塔是一种新型的组合式高风塔,利用钢绞线对塔柱施加预压力以提高塔柱节点抗疲劳性能。分析一2.5MW机组、轮毂高度为160m的桁架式预应力钢管风电塔塔柱法兰连接节点的抗疲劳性能,该节点法兰为锻造高颈法兰,根据有限元分析及疲劳荷载Markov矩阵,采用名义应力法计算法兰螺栓、热点应力法计算法兰颈部对接焊缝焊趾处损伤累计值。分析结果表明锻造高颈法兰高强螺栓及法兰颈部对接焊缝焊趾处应力变化均存在非线性特征;塔柱预压力可降低塔柱在疲劳循环荷载下的平均应力,抑制法兰板张开,提升节点抗疲劳性能。     

扩大圆弧形焊接孔对工字形柱弱轴连接节点抗震性能的影响分析

为了研究扩大圆弧形焊接孔对工字形柱弱轴连接节点的抗震性能,建立了1个标准扩大圆弧形焊接孔节点和5个焊接孔长度不同的扩大圆弧形焊接孔节点模型,应用有限元软件ABAQUS对这些节点进行了循环荷载作用下的力学性能分析,研究了节点的破坏形态、梁翼缘焊缝的应力分布、滞回性能、延性性能和耗能能力。研究结果表明,扩大圆弧形焊接孔节点能有效地降低梁翼缘焊缝处的应力水平,焊接孔长度在65～75 mm时,焊缝应力至少降低25.28%,焊接孔区段梁翼缘发生屈曲而形成塑性铰,而且延性系数均大于3.0,从而满足了"强节点弱构件"的抗震设计要求。     

海口体育场钢结构屋盖节点力学性能研究

海口五源河体育场屋盖为非闭合辐射状月牙形索桁架结构,环索节点采用焊接与铸钢相结合的节点形式,节点构造和受力情况较为复杂.为验证环索节点的受力性能、安全性能及焊缝的可靠性,进行了足尺模型试验研究,并通过有限元分析进行验证.设计了合理可靠的加载反力架,按照径向索破断荷载计算试验最大加载力,完成了一个环索节点足尺力学性能试验的研究.试验结果表明:节点测点应力均随荷载的增大而增大,高应力区主要集中在节点中间板的过渡区;节点在高于设计荷载2倍以上的荷载下仍处于弹性状态,有着良好的受力性能;焊缝质量安全可靠,满足承载力要求.对试验结果与有限元数值模拟进行对比分析,两者结果吻合较好.所得结论对类似工程节点设计提供一定的参考.