垫板加强N形圆钢管相贯节点静力性能试验研究

为研究加强垫板对承受支管轴力和主管轴力的N形圆钢管相贯节点静力性能的影响,对未加强节点和垫板加强节点试件进行了试验研究,并运用有限元方法对试验节点进行了非线性分析。比较试验与有限元分析得到的极限承载力结果和破坏模式,发现二者吻合较好。改变垫板各几何参数,对加强节点进行有限元分析。结果表明,加强垫板可以降低节点应力集中系数、减小局部变形、提高节点极限承载力;增大垫板长度和弧度对节点极限承载力的影响很小,而增大垫板厚度可有效提高节点极限承载力,但当垫板厚度增大到一定值时,再增加垫板厚度对节点极限承载力提高无益而对结构整体受力不利。     

圆钢管十字相贯节点试验研究

以某单层网壳工程为背景,对圆钢管十字相贯节点抗弯刚度和承载力进行了足尺试验研究。该工程中,钢网壳上铺设一层钢板,采用焊接方式连接。为了解该加强方式对节点强度和刚度的影响,试验共分为两组,第一组试件由圆钢管直接焊接而成,第二组试件在节点一侧加焊钢板。文中详细介绍了试验方案和主要试验结果,并对试件的破坏模式和加强钢板的作用进行了分析。试验结果表明,圆钢管十字相贯节点具有较强的抗弯刚度和承载力;加强钢板可以改变节点的受力方式和破坏形式,有效提高节点在平面内的承载力和刚度。     

空间KK型圆钢管相贯节点极限承载力有限元研究

对空间KK型圆钢管相贯节点极限承载力的各种影响因素进行数值研究,并将其结果与现有实验数据进行严格对比,为建立准确可靠的有限元模型提供理论依据,以便进行广泛的参数分析。     

圆钢管相贯节点有限元分析

针对实际工程中圆钢管相贯节点进行有限元分析,对节点复杂区域的应力分布及破坏模式进行研究.分析结果表明:各杆件相贯区域是节点的薄弱部位,应力集中现象明显,应力值大于其它部位的应力值.约束端的杆的应力分布不均匀,且高于其它各杆的应力值.相贯节点的最易破坏模式为相贯区域的破坏,设计时应重点考虑.     

苏州国际博览中心屋盖结构分析和并联K形圆钢管相贯节点研究

本文介绍了苏州国际博览中心大跨变高度立体管桁架屋盖结构整体性能分析和并联K形圆钢管相贯节点的大比例试验及非线性有限元分析。分析表明以下弦双钢管为特征的倒梯形立体管桁架的动力特性非常理想;将部分支座改为可滑移支座能有效减小大面积屋盖的温度内力,同时也有利于减小结构的地震反应;考虑大跨结构P-δ效应,对桁架上下弦杆的影响较明显,对腹杆的影响相当小。并联K形圆钢管相贯节点试验和有限元分析结果表明这种节点在正常使用状态下带一定范围塑性区工作是安全的,且具有较高承载能力和较好的延性;其破坏模式不同于平面K形节点,连系支管能起到有效的约束作用并影响到主管壁上的应力分布和发展。研究成果为这种规范尚未涵盖的空间相贯节点的设计提供了可靠依据。     

荷载效应下空间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荷载效应影响下的KX型圆钢管相贯节点进行了广泛的数值分析,获得了荷载效应影响下节点的极限承载力与破坏模式。根据不同几何参数(βx、τx和Φi)对节点极限承载力的影响规律,总结出在同样的支腹杆轴力比下,支杆管径的变化对节点极限承载力的影响较大,而支杆壁厚τx与横向夹角Φi的变化对节点的极限承载力基本没有影响。工程设计中空间KX型节点的支腹杆管径不应相差过大,且在满足工艺要求的基础之上可选择相对较薄的支杆壁厚。     

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.     

圆钢管相贯节点轴向刚度的数值分析

对工程实践中常用到的圆钢管相贯节点进行了数值模拟分析,探讨了主管夹角、支管与主管的外径比、主管径厚比、支主管壁厚比、支管与主管之间的夹角、支管与主管平面夹角等参数对相贯节点轴向刚度的影响,得出了不同参数对相贯节点刚度影响的关系曲线。     

N型圆钢管相贯节点滞回性能的试验研究

设计了专用的加载装置,对4种不同形式的N型圆钢管相贯节点进行了往复加载的试验研究,得到了节点的滞回曲线。观察节点的破坏现象,得出往复荷载作用下相贯节点在不同加强形式下破坏特征一致的结论。分析比较各节点的延性、耗能能力和强度等力学性能,揭示了垫板加强和弦杆内填混凝土等加强措施在一定程度上降低了节点的滞回性能和延性,但有效提高了节点的极限承载力。得到了各节点的承载效率、节点延性系数,并对其进行量化比较和评价,发现弦杆内填混凝土N型加强节点承载效率最高,其延性系数也较大;N型直接焊接节点承载效率最低,其延性系数最大。这些结论对于N型圆钢管相贯节点的优化设计具有一定的参考价值。     

某工程复杂圆钢管相贯节点的有限元分析

相贯节点作为一种重要的节点形式目前已经广泛应用于大跨空间结构中.本文针对实际工程中复杂的圆钢管相贯节点,基于ANSYS建立节点的有限元模型,对相贯节点应力、破坏模式进行研究.分析结果表明:本工程相贯节点在设计荷载作用下没有进入塑性状态,满足设计要求;各杆件相贯区域是节点的薄弱部位,应力集中现象明显,设计时应重点考虑.     

Experimental Study on hysteretic behaviour of tubular N-joints

Tubular joints are often adopted in CHS structures due to their simple and aesthetic appearance. The ultimate load carrying capacity of this kind of joint has received lots of attention in the past 30 years. However, little research work has been carried out on their hysteretic behavior. In this paper, the hysteretic behaviour of tubular N-joints was studied experimentally. Four specimens were built and tested under quasi-static cyclic loads. They are unstiffened tubular N-joint, doubler plate reinforced tubular N-joint, tubular N-joint with concrete filled chord member and doubler plate reinforced tubular N-joint with concrete filled chord member. The failure modes of the four specimens under cyclic loads were observed during the tests. The hysteretic curves obtained for all the four specimens are plump and stable. Based on the hysteretic curves, the ductility ratio and the energy dissipation ratio were evaluated and compared for the four specimens. The ultimate load carrying capacities of the specimens determined from their skeleton curves are also discussed and compared.     

N形方主管圆支管相贯节点受力性能试验研究

对10个N形方主管圆支管相贯节点进行了静力性能试验研究。试验节点包括6个内隐蔽部分不焊接的搭接节点、2个内隐蔽部分焊接的搭接节点和2个零间隙节点。分析了节点的受力性能、破坏模式和承载力,并对内隐蔽部分焊接情况、支管轴力性质、节点两侧主管轴压力、支管搭接情况等对节点承载力的影响进行了研究。结果表明：内隐蔽部分焊接与否对被搭接支管受拉的节点承载力影响较大,焊缝断裂是内隐蔽部分未焊接节点常见的破坏模式;在试验几何参数条件下的内隐蔽部分未焊接搭接节点在被搭接支管受压情况下的节点承载力较被搭接支管受拉时大很多;节点两侧主管均有轴压力时的搭接节点承载力较仅一侧主管有轴压力时要小;被搭接支管受拉的搭接节点承载力远远高于相应的零间隙节点。研究表明：国内外现行规范中的N形方主管圆支管搭接节点承载力计算公式对发生主管局部屈曲破坏模式的情况并不适用,而且公式也未考虑内隐蔽部分焊接与否、支管轴力性质和主管轴力等因素的影响,还有待完善。     

高强度N型搭接钢管节点力学性能研究

采用有限元数值模拟的方法对高强度N型搭接钢管节点的力学性能进行研究.分析了Q460材质的高强度N型搭接钢管节点的破坏模式,考虑了几何参数(支管与主管直径比、支管与主管壁厚比、主管径厚比、节点搭接率)和荷载参数(主管轴力)对节点极限承载力的影响.将有限元计算结果与《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)中的公式计...     

Experimental and parametric study on the post-fire behavior of tubular T-joint

One of the major hazards offshore is fire result from leakage of gas or oil. The aim of this work is to study the residual strengths of the T-joints after fire exposure and the influence of geometric parameter. The paper presents experimental and numerical results of the post-fire behavior of tubular T-joints. Three tests are carried out, in which one is under ambient temperature and the other two under heating and cooling phase. It is found that both experimental and numerical results demonstrate that the failure of the tubular T-joint is due to the local buckling of the Circular Hollow Section (CHS) joints, by which the finite element model is validated. The experimental and numerical results also indicate that the axial load level and the heating and cooling history have more significant effects on the compressive stiffness of T-joints than on the residual strength. The parameters, wall thickness ratio-τ, diameter ratio-β and chord diameter/thickness ratio-γ are chosen in the parametric analysis. It is indicated that the parameters, β and γ have more significant effects on load-bearing capacity of the T-joint than the parameter, τ, when the T-joint go through the same elevated temperature.     

钢筋混凝土T型叠合梁静力性能试验研究

本文研究的钢筋混凝土T型叠合梁包括两种,其中叠合梁一由倒T型预制梁、预制板和现浇板组成,叠合梁二由矩形预制梁、预制板和现浇板组成。进行了两种叠合梁及现浇对比梁在单调荷载下的足尺模型试验,对叠合梁的破坏形态、预制梁与预制板之间和预制板与现浇板之间的滑移、截面整体工作性能、正截面受弯承载力与位移延性等进行了研究。研究表明:叠合梁与现浇梁均发生了弯曲破坏;在受力全过程中,叠合梁的截面应变分布满足平截面假定的要求;峰值荷载作用下,叠合梁中实测的预制梁与预制板之间和预制板与现浇板之间的滑移分别小于0.15mm和0.09mm,表明本文采取的叠合面抗剪构造措施是有效的;叠合梁的正截面受弯承载力较相应的现浇梁低4%～12%;3个试件都具有良好的延性特性,其位移延性系数均大于6.0,且叠合梁的位移延性较现浇梁的低1%～15%。研究结果表明,本文研究的两种钢筋混凝土T型叠合梁与现浇对比梁的总体性能均较为接近,均可满足工程设计要求。     

圆CFRP-钢管混凝土压弯构件静力性能试验研究

进行了32个圆CFRP-钢管混凝土压弯构件的试验研究。结果显示,构件的载荷-中截面挠度曲线可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和下降阶段,构件的破坏属于延性破坏。分析表明,从加载之初直到极限荷载,钢管和CFRP在纵向和环向都可以协同工作,环向应变沿截面周边分布不均匀;钢管纵向应变沿截面高度的分布基本符合平截面假定;纵向受压的钢管存在内力重分布过程,纵向受拉区钢管对核心混凝土的环向约束效果不显著;构件的挠曲线大致为正弦半波曲线。采用纤维模型法分析圆CFRP-钢管混凝土压弯构件的荷载-中截面挠度曲线,分析结果与试验结果吻合较好且偏于安全。     

壁式钢管混凝土柱抗震性能试验研究

通过3个截面高宽比为3.0的壁式钢管混凝土柱足尺试件在高轴压比下的低周反复加载试验和有限元分析,研究壁式钢管混凝土柱的破坏模式、滞回行为、承载能力、变形性能和能量耗散能力。结果表明：试件的破坏模式为压弯破坏,破坏区域钢板受压鼓曲、钢管纵向焊缝涨裂、混凝土压溃;试件滞回曲线稳定饱满,无明显捏拢现象;纵向隔板能够约束钢管壁板平面外变形,提高钢板局部屈曲强度;试件破坏时位移延性系数大于3.0,等效黏滞阻尼系数大于0.4,减小钢管壁板宽厚比可有效增加试件耗能能力。设计轴压比为0.54～0.69时,壁式钢管混凝土柱屈服位移角大于0.005rad,极限位移角大于0.02rad,具有良好的变形性能和耗能能力。建立的精细有限元模型可准确预测壁式钢管混凝土柱在恒定轴力和反复水平力下的滞回行为。有限元分析表明,轴压比对壁式钢管混凝土柱的极限位移影响显著,提高含钢率可有效增加其承载力和变形性能。