轴向力作用下T型方管节点的塑性铰线分析

在Murray模型的基础上 ,采用VonMises屈服准则 ,推导了在轴向压力影响下的倾斜塑性铰线承载力公式。建立了在弦杆轴向压力影响下 ,直接焊接T型方管节点抗轴压的塑性铰线模型。得出的节点承载力公式与规范 (IIW、欧洲推荐、AWS)采用的经验公式、非线性有限元计算结果及实验结果吻合较好 ,从而在理论上完善了T型方管节点的抗压塑性铰线模型     

T型方管节点滞回性能的试验研究

为了得到T型方管节点的滞回性能,为进一步研究方管结构的抗震性能打下基础。对轴向往复荷载作用下的12个T型方管节点进行试验研究。试验中6个节点采用弦杆两端约束的边界条件,其余6个节点采用弦杆中部约束的边界条件。得到节点试件的破坏模式和滞回曲线,以及用以评价节点抗震性能的主要参数(承载力、延性和能量耗散系数)。研究不同约束条件和几何参数对节点滞回性能的影响。将节点的极限承载力与单向荷载作用下我国规范公式(GB50017—2003)计算结果、CIDECT公式计算结果和有限元分析结果进行比较。结果表明:节点的破坏模式主要是受压时弦杆表面塑性变形和受拉时焊缝边缘开裂,导致在支弦杆交汇处被拉断;节点滞回曲线饱满,从节点域靠近弦杆侧壁的两侧开裂到节点完全破坏还有很大的耗能能力;焊缝尺寸对节点的滞回性能影响较大。     

弯矩作用下不等宽T形方管节点的塑性铰线分析

本文在Murray模型的基础上,采用VonMises屈服准则,推导了在轴向压力影响下的倾斜塑性铰线承载力公式。建立了在弦杆轴向压力影响下,直接焊接不等宽T形方管节点抗弯的塑性铰线模型。得出的节点承载力公式与CIDECT、Kon-ing建议的公式、非线性有限元计算结果及实验结果吻合较好,从而在理论上完善了不等宽T形方管节点的抗弯塑性铰线模型。     

弦杆轴向压力作用下K型、KK型间隙方管节点静力工作性能的试验研究

对6个K型和7个KK型直接焊接方管节点进行了在弦杆轴向压力作用下的静力试验研究。通过对节点破坏模式和极限承载力的分析, 研究了支杆和弦杆宽度比、弦杆所受轴向压应力与弦杆屈服应力之比、支杆作用位置和空间作用对节点极限承载力的影响。采用ANSYS程序对试验节点进行了分析, 通过试验数据和有限元计算结果的比较, 证明采用ANSYS程序计算方管节点是可行的。     

等宽T型方管节点静力工作性能与设计

采用非线性有限元分析方法研究了等宽T型方管节点的破坏模式 ,各几何参数及弦杆所受轴压荷载对节点性能的影响。将新修订的《钢结构设计规范》 (GB5 0 0 17-2 0 0 3 )中等宽T型方管节点的设计公式与国外普遍采用的设计公式、有限元计算结果及实验结果进行了比较。结果表明 ,我国钢结构设计规范给出的设计公式是合理可行的。     

弯曲弦杆的圆钢管节点静力性能研究

以上海旗忠网球中心钢屋盖工程为背景,探讨了弦杆轴线弯曲的圆管桁架焊接节点的静力性能。进行了空间TT、KT’T、KK和平面K等4种节点形式共9个试件的静力破坏试验。在相同节点形式的条件下,直接比较了弯曲弦杆节点与平直弦杆节点之间在整个受力过程中的性能。应用有限元法进一步分析了弯曲弦杆的曲率半径变化对节点承载力的影响。研究表明,在实际结构工程中广泛应用的弦杆曲率半径范围内,弦杆的弯曲对圆管节点性能没有显著的不利影响。计算弯曲弦杆的圆管节点设计强度时建议采用现有规范中适合平直弦杆的节点公式。     

T形节点多尺度模型的有限元分析

由于现有的国内外规范对于方支管-H型钢弦杆T形节点中弦杆翼缘屈曲考虑欠缺,从而引起了相关设计人士的重视。基于阿布扎比国际机场中拱桁架的多尺度模型,对桁架中方支管-H型钢弦杆T形节点的弦杆屈曲进行了有限元分析。研究表明:弦杆上远离与方管焊接处一侧的翼缘趋向于受压应力作用,更容易发生屈曲。当压应力较大时,该侧翼缘的屈曲呈现波浪型。对拱桁架中的方支管-H型钢弦杆T形节点的弦杆局部屈曲进行设计时,根据弦杆上远离与方管交接处一侧的翼缘的屈曲形态来布置加劲肋是比较合理的选择。     

空间效应影响下KX型圆钢管相贯节点极限承载力研究

应用双重非线性有限元对空间效应影响下的KX型圆钢管相贯节点进行了广泛的数值分析,分别获得了几何效应和荷载效应影响下节点的破坏模式与极限承载力.不同支腹杆轴力比下引起空间KX节点发生弦杆管壁局部屈曲破坏模式的原因主要有三种,即轴力比较小为负、较大为负和轴力比为正时.根据不同几何参数下节点极限承载力的变化规律,对于几何尺寸相同的弦杆与腹杆,支杆截面越大,对节点域刚度的贡献作用就越大,节点极限承载力的提高幅度也越大;支腹杆轴力比一定时,支杆的管径越小,对节点的极限承载力越不利.工程设计中空间KX型节点的支腹杆截面尺寸不应相差过大.     

冷弯不锈钢管T型及X型节点设计

采用有限元方法,对冷弯不锈钢方管、矩形管支撑和弦杆中的T型、X型及预应力X型节点进行数值分析。考虑几何非线性和材料非线性,获得节点承载力、破坏模式及荷载-位移曲线。利用试验结果,对T型、X型矩形管、方管节点的非线性有限元模型进行修正,直到有限元结果和试验结果足够吻合。采用修正后的有限元模型对172个T型、X型节点进行参数分析,研究冷弯不锈钢管节点强度和性能的影响。将数值分析和试验中获得的节点承载力与按规范计算的设计承载力进行对比。对不锈钢管结构,采用澳大利亚规范、新西兰规范计算;对碳素钢管结构,采用国际管结构发展与研究委员会设计规范和欧洲设计规范计算。通过可靠性分析,分别评价本文提出的设计方法和现有规范的可靠度。结果表明:采用本文方法计算的设计承载力更准确、更可靠。     

国际期刊导读

采用有限元方法,对冷弯不锈钢方管、矩形管支撑和弦杆中的T型、X型及预应力X型节点进行数值分析。考虑几何非线性和材料非线性,获得节点承载力、破坏模式及荷载-位移曲线。利用试验结果,对T型、X型矩形管、方管节点的非线性有限元模型进行修正,直到有限元结果和试验结果足够吻合。采用修正后的有限元模型对172个T型、X型节点进行参数分析,研究冷弯不锈钢管节点强度和性能的影响。将数值分析和试验中获得的节点承载力与按规范计算的设计承载力进行对比。对不锈钢管结构,采用澳大利亚规范、新西兰规范计算;对碳素钢管结构,采用国际管结构发展与研究委员会设计规范和欧洲设计规范计算。通过可靠性分析,分别评价本文提出的设计方法和现有规范的可靠度。结果表明：采用本文方法计算的设计承载力更准确、更可靠。     

K型、KK型间隙方钢管节点静力工作性能的试验研究

为研究多平面直接焊接方钢管节点性能,本文对6个K型和8个KK型直接焊接方钢管节点进行了静力试验研究。通过对节点破坏模式和极限承载力的分析,研究了几何参数(β、g)、支杆作用位置和空间作用对节点极限承载力的影响。采用ANSYS程序中四节点板壳单元对试验节点进行了弹塑性、大挠度有限元分析。将试验数据、CIDECT公式计算结果及有限元计算结果进行了比较。研究结果表明,采用ANSYS分析方钢管节点是可行的。空间作用对KK型方钢管节点承载力有明显的影响,支杆偏离弦杆纵向轴线作用使节点承载力有一定程度的提高。     

Y形等宽矩形钢管相贯节点受弯承载力分析

通过大量的有限元计算,对T形,Y形节点的几何参数进行了分析,引入修正函数对T形节点计算公式进行修正,经回归分析确定Y形节点有限元计算结果与相应T形节点公式计算结果的比例关系,并得到Y形等宽矩形钢管相贯节点受弯承载力计算公式。     

等宽T型方管节点承载力计算

采用非线性有限元分析的方法和试验数据对等宽T型方管节点的试验方案、几何参数对其性能的影响进行了研究。在参数分析的基础上 ,采用回归的方法得出T型方管节点计算公式 ,公式计算结果与试验结果吻合良好。     

主管内填充混凝土矩形钢管桁架受力性能试验研究

为研究主管内填充混凝土对矩形截面钢管桁架受力性能的影响,并考虑节点偏心作用,进行了支主管宽度比β为0.8的空钢管桁架、受压主管内填充混凝土桁架和拉压主管内均填充混凝土桁架的对比试验。试验研究表明:结构破坏均发生在节点部位,主管内填充混凝土改变了节点失效模式,其中空钢管桁架为节点部位的受压主管表面塑性失效和侧壁鼓曲,受压主管内填充混凝土桁架为节点部位的受拉主管表面塑性失效和侧壁鼓曲,拉压主管内均填充混凝土桁架为节点部位的受拉主管表面冲剪失效。主管内填充混凝土不但能协助主管受力,而且能够提高节点强度和刚度,提高桁架的整体承载力。节点相对偏心较大时,由偏心造成的次应力比较明显,对支管的影响要比对主管的影响大。节点试验承载力比按相关规范的计算承载力要高出较多,计算结果偏于安全。     

受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架静力性能分析

为了研究弦管填充混凝土对矩形钢管桁架结构受力性能的影响,以受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架梁为研究对象,采用有限元数值模拟的方法,综合考虑材料非线性和几何非线性,分析了模型在节点荷载作用下结构的应力和变形分布、塑性发展和破坏模式。结果表明:下弦空管节点应力集中现象较明显,其承载能力是整个桁架承载能力的瓶颈;桁架的破坏模式是下弦空管节点塑性变形过大;弦管填充混凝土的节点变形和应力均很小,其承载能力较空弦管节点提高较大,受压弦管填充混凝土的矩形钢管桁架延性较好。     

加强T形方管节点的极限承载力研究

国家游泳中心的方管相贯焊接节点,除承受轴力外,还同时承受不可忽视的双向弯矩。通过有限元软件ANSYS对加强T形方管节点在复合受力作用下的极限承载力进行了数值模拟分析,采用的加强方式为在主管内部设置横向和纵向加劲肋。研究结果表明,3种加强方式对于T形节点的极限承载力都有不同程度的提高,且提高幅度与几何参数有关。     

H型钢梁与RHS柱半刚性连接节点的性能研究

H型钢梁与RHS柱的端板栓接节点是一种新型的半刚性连接节点,本文通过足尺试验与有限元软件分析,研究其受力性能.结果表明,端板栓接节点的承载能力可达焊接节点的85%,但转动能力明显大于焊接节点,抗震性能也明显优于焊接节点,具有良好的运用前景.     

钻石鸟嘴式T型节点非线性有限元分析

采用ANSYS软件,考虑材料非线性和几何非线性,对钻石鸟嘴式T型节点极限承栽力进行有限元分析.考察节点的应力分布、塑性区扩展过程以及失效模式等,研究无量纲参数主管轴力比对节点极限承载力的影响.结果表明:钻石鸟嘴式节点的承载力明显高于矩形方管节点;各参数对节点承载力有显著影响;主管轴向压力或较大的轴向拉力会导致节点承载力...     

复合受力状态下矩形钢管相贯节点的承载力研究

国家游泳中心的矩形钢管相贯节点,除双平面的几何特性外,同时承受轴力以及不可忽视的双向弯矩。本文的目的就是解决此类节点在这种特殊受力状态下的强度校核问题。研究工作以矩形钢管相贯节点在单项受力状态下的计算公式为基础,利用大量的有限元计算结果,回归得出T、TT、K、KT等4种类型节点在复合受力状态下———节点同时承受轴力、平面内弯矩、平面外弯矩中的两项或三项时的承载力计算公式。根据计算结果,本文还讨论分析了各类型节点的失效形态。研究表明,节点校核公式和破坏形态与节点的受力状态及节点的几何因素有关,如轴力的大小、弦杆截面高度及壁厚等。