顶底角钢螺栓节点有限元分析

对顶底角钢梁柱半刚性连接进行了精细的三维有限元分析,得出了此类连接节点在单向荷载作用下的应力发展状况、应力分布以及破坏形式,同时对有限元分析结果与试验结果做出了比较,得到了一些有价值的结论。     

110 kV混压六回路窄基角钢塔重力二阶效应分析

电力输电线工程中窄基角钢塔是一种新型塔,该塔具有施工简便占地面积小等优点。基于P-Δ效应的概念和分析方法,建立了110 kV混压六回路窄基角钢塔的有限元模型。然后采用有限元法和理论结合对窄基角钢塔结构进行了重力二阶效应(P-Δ效应)分析,根据计算结果讨论P-Δ效应对窄基角钢塔结构受力性能影响。     

窄基角钢输电塔塔线体系风振响应分析

窄基角钢输电塔具有小根开、高柔度的特点,其与输电线组成耦联体系兼具了大跨度的特征,风振效应十分明显。为更好地了解其风振响应特性并简化其计算模型,利用ANSYS有限元软件建立了直线型一塔两线、三塔两线两种塔线体系模型,对其动力特性和风振响应情况进行了比较,并以此为基础对不同布置形式下小转角塔线体系的风振响应进行了对比分析。研究结果表明,一塔两线模型具有足够的计算精度,可以作为简化的计算模型应用于实际工程。对具有小转角的塔线体系而言,布置形式对其风荷载作用下结构的稳定性影响不大。     

螺栓角钢钢节点的三维非线性有限元分析

对螺栓角钢钢节点半刚性连接采用非线性有限元分析方法 ,对连接中的主要构件的顶部、底部、腹板角钢、高强螺栓、梁翼缘、柱翼缘和柱翼缘加劲肋进行三维非线性有限元精细模拟 ,针对有无柱加劲肋、有无腹板角钢等几种连接的情况进行比较分析 ,探讨了螺栓角钢半刚性连接的受力性能。     

新型双回路窄基角钢塔的结构优化设计

本文提出一种新型的110kV双回路窄基角钢塔,并研究其结构优化设计。文中采用有限元法的梁和桁架混合单元建立窄基角钢塔结构的力学模型;采用萤火虫算法,以结构强度、稳定性和挠度为约束条件,以结构的重量为优化目标,对窄基角钢塔各杆件截面尺寸进行优化设计。优化分析结果减轻了窄基角钢塔结构重量,达到了充分利用各杆件的力学性能和节约成本的目的。本文结构优化设计的方法可为同类工程提供借鉴。     

窄基塔风振系数分析

窄基塔作为风敏感结构,风荷载常常是其主控因素,而现有杆塔规范中无法获取窄基塔风振系数。为解决这一问题,本文以某一110kV直线型窄基角钢塔为工程背景,利用ANSYS建立有限元模型进行数值仿真计算,获得结构自振动力特性。在考虑节点风荷载空间相关性的基础上,利用Davenport谱对结构风荷载进行了准确模拟。结合动力时程计算方式对结构进行风振响应分析,计算得到窄基塔的风振系数,并与现行杆塔规范进行比较。研究表明,窄基塔风振系数随塔高增加而增大,在横担处出现突变。模拟得到窄基塔各段风振系数与规范值相差20%左右,塔腿及横担处相差更大。最后,基于动力时程计算结果提出了工程适用的窄基塔风振系数简化计算公式,为窄基塔的大范围使用提供便利。     

输电铁塔大角钢节点螺栓排布方案优化分析

大角钢具有肢厚变化范围大,节点螺栓排布形式多样的特点。提出了现有螺栓排布做法中存在的问题,并以L250×26为例,从理论计算和数值分析两方面入手,分析了其布置三排M24螺栓时的最优螺栓排布方案。结果表明,节点受力性能受螺栓排布的影响较大。不同肢厚的节点连接构造差别较大,不区分肢厚而均采用同一种准距值的现有做法不妥。该思路和方法也可用于其他规格大角钢的螺栓排布方案优化分析。     

网架螺栓球节点锥头的强度分析

本文对某工程网架螺栓球节点短锥头的强度进行了弹塑性有限元分析。用自编的程序计算了锥头的极限承载力,并分析了其结构特征。     

基于ANSYS的输电线路角钢塔连接节点装置分析

为解决输电线路建设过程中铁塔根开和基础根开不对应造成的改造费用巨大问题,提出一种新型的塔脚板连接节点装置,通过有限元分析,掌握了其受力状态和结构性能。新型连接节点装置加工方便、安装便利,对下部基础不产生任何影响,对上部塔腿的微小改造可产生较大的经济效益。     

节点刚度对自立式角钢塔抗震性能影响分析

采用有限元分析软件ANSYS,研究节点刚度对自立式角钢塔结构抗震性能的影响。建立了考虑节点刚度的角钢塔模型,并对角钢塔进行了三维罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究了地震作用下节点刚度对结构内力和位移的影响。结果表明节点刚度对结构的抗震性能影响显著。     

基于OpenSees螺栓顶-底角钢节点的抗震性能数值分析

螺栓顶-底角钢节点是一种有效的半刚性节点形式,为了研究其抗震性能,提出螺栓角钢的双线性恢复力模型,并采用有限元软件OpenSees进行数值分析。有限元分析以2个既有试验为模型,采用基于纤维模型的非线性梁柱单元模拟钢梁与钢柱,在梁柱结合部位采用零长度连接单元模拟连接角钢的作用,采用自适应非线性求解法进行数值分析。结果表明:数值分析较好地模拟了节点的弹塑性性能,基于OpenSees的分析模型适用于该节点的非线性分析;推导出的螺栓角钢双线性恢复力模型能够较好地模拟节点的作用,具有适用性。     

考虑螺栓滑移的输电塔结构内力分析

本文对螺栓连接节点的转动滑移进行分析,并研究转动滑移与轴向滑移对输电塔塔身内力的影响。首先在ABAQUS中建立K型节点模型,将计算结果与试验对比,分析螺栓参数对转动滑移的影响。结果表明:K型节点中主角钢外侧螺栓先于内侧螺栓进入滑移状态并承担更大荷载份额,提高螺栓强度可增加滑移后期刚度,增加螺栓个数可提高滑移荷载。然后建立三种输电塔塔身模型,分析横向荷载工况下的塔身内力变化。结果表明:主材与斜材的轴力受轴向滑移影响较大,受转动滑移影响较小,横隔杆件轴力受到两种滑移影响均较大;螺栓滑移会导致所有塔身构件的弯矩分布产生较大变化。     

基于多尺度结构整体模型的钢管混凝土节点抗震性能分析

提出了一套快速有效的多尺度计算操作流程,并采用通用有限元软件ABAQUS通过有限元精细化模型与宏观模型之间的界面连接方法分析研究,对一个复杂高层建筑结构植入钢管混凝土精细化节点模型进行弹塑性动力时程分析,多尺度模型和宏观模型计算结果的对比分析表明,多尺度节点对相邻结点位移的影响较小,对相邻杆件内力存在一定影响。多尺度计算能够在并不显著增加计算时间的情况下更为详细地反映复杂受力构件在整体结构中的抗震工作机理。     

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。     

悬挂运输结构夹板式螺栓节点疲劳可靠性分析

夹板式螺栓节点在各类轻工业建筑的悬挂运输轨道中广泛应用,近年来也逐渐被汽车生产工业建筑所选用。然而某采用该类连接节点的小型汽车生产厂房,在使用1到5年内,该类连接节点螺栓陆续发生断裂。通过螺栓断面分析、现场吊杆应力与螺栓轴力测试、有限元计算分析及疲劳强度验算,揭示了该类节点在小型汽车工业厂房中的断裂属于疲劳破坏,采用Monte Carlo法,进行了该类节点在小型汽车生产厂房中的疲劳可靠性分析,指出若设计时仅考虑静力强度,其疲劳可靠指标较低,失效概率较高,建议该类节点在汽车生产工业建筑中应用时,进行疲劳强度验算。     

空间网格结构节点螺栓松动损伤定位有限元分析

以单层柱面网壳试验模型为背景进行损伤定位研究,采用ANSYS软件对其螺栓松动损伤进行了有限元分析,利用神经网络的模式分类功能进行了螺栓松动的分步损伤定位,即首先以整体结构为研究对象,采用面向子结构的损伤定位,确定结构是否存在损伤及损伤的大致位置;然后采用面向节点的损伤定位法,确定子结构中螺栓松动损伤的节点位置。研究结果表明：损伤识别的成功率与杆件灵敏度密切相关,为了保证识别结果准确性,其灵敏度达到2%以上才能正确识别,当杆件的灵敏度过低时将无法通过动力测试识别;采用分步损伤定位方法可以显著减少损伤精确定位时训练样本的数量,适合于不完备的模态数据,利用低阶模态数据即可准确识别损伤的子结构与节点位置。     

螺栓球节点网格结构施工安装初应力分析

本文通过实验和计算．分析了螺栓球节点网格结构施工安装中由于足寸偏差所带来的危害性，提出了安装初拉应力的大小取决于拧紧力矩的大小，最大安装初拉应力受销钉抗剪能力控制等结论。同时，对施工方法提出了合理的建设。     

基于多尺度模型的钢节点抗震性能分析

采用通用有限元软件ABAQUS通过有限元微观模型与宏观模型之间的界面连接方法分析研究,在验证不同尺度模型间的变形协调连接方法的可行性基础上,对一个复杂高层建筑结构植入钢节点微观模型进行弹塑性动力时程分析,多尺度模型和宏观模型计算结果的对比分析表明,多尺度节点对相邻节点位移的影响较小,对相邻杆件内力存在一定影响。多尺度计算能够在并不显著增加计算时间的情况下,更为详细地反映复杂受力构件在整体结构中的抗震工作机理。     

压剪组合作用下摩擦型高强螺栓连接斜撑节点力学性能

为明确摩擦型高强螺栓连接接头的受力性能,建立了不同角度、不同摩擦系数、不同连接板厚度及不同螺栓杆直径的连接件的数值模型,并研究了压剪组合作用下不同参数连接件的破坏模式、初始滑移荷载及极限荷载。研究结果表明：连接件的破坏模式主要分为螺栓剪断、连接板螺栓孔挤压破坏及连接板屈曲3种;摩擦系数越大,连接件的初始滑移荷载和极限荷载越大,摩擦系数对角度较小的连接件的初始滑移荷载和极限荷载影响更为明显;角度越大,连接件的初始滑移荷载和极限荷载越小,角度对摩擦系数较大的连接件的初始滑移荷载和极限荷载影响较为显著;板厚对连接件的初始滑移荷载影响不大,但对极限荷载影响较大,连接板越厚,极限荷载越大;连接接头的初始滑移荷载和极限荷载与螺栓杆直径成线性关系,螺栓直径越大,连接接头的初始滑移荷载与极限荷载越大。研究结果可为钢结构梁柱斜撑设计及节点加固改造提供参考。     

基于多尺度结构整体模型的钢管混凝土节点抗震性能分析北大核心

提出了一套快速有效的多尺度计算操作流程,并采用通用有限元软件ABAQUS通过有限元精细化模型与宏观模型之间的界面连接方法分析研究,对一个复杂高层建筑结构植入钢管混凝土精细化节点模型进行弹塑性动力时程分析,多尺度模型和宏观模型计算结果的对比分析表明,多尺度节点对相邻结点位移的影响较小,对相邻杆件内力存在一定影响。多尺度计算能够在并不显著增加计算时间的情况下更为详细地反映复杂受力构件在整体结构中的抗震工作机理。