受压加肋焊接空心球节点抗火试验研究

为研究火灾下受压加肋焊接空心球节点的性能,对2个足尺节点进行受火试验。通过试验得到了加肋焊接空心球节点在标准火灾下的节点表面温度场、不同荷载下节点的耐火时间、破坏形式以及位移特征。根据欧洲规范,建立了三维加肋焊接空心球节点的有限元模型,分析了火灾下节点温度发展规律及位移特征。有限元分析结果与试验结果的对比验证了有限元分析的正确性。研究结果表明：升温过程中,加肋焊接空心球节点中远离加劲肋处的球壳温度最高,靠近加劲肋以及钢管连接处的球壳温度较低;火灾下受压加肋焊接空心球节点的破坏具有突然性,破坏发生在钢管与球节点的连接处;荷载比大的球节点耐火时间短。     

加劲肋厚度对焊接球节点承载力的影响分析

目前加劲肋厚度对焊接空心球节点性能影响的研究不多,至今没有一部结构设计规范明确提出加劲肋厚度对焊接球节点强度的影响大小。如何经济、安全地选取加劲肋厚度是值得思考的问题。为有效评估加劲环板厚度对焊接球承载力的影响,运用有限元软件ABAQUS建立带肋焊接空心球节点模型,提出焊接空心球内部加劲肋的构造壁厚取值方法,同时研究了在受压和受拉情况下,不同加劲肋厚度对焊接球承载力的影响。     

加肋焊接空心球节点高温下轴心受压性能分析

为研究高温对加肋焊接空心球节点受压承载能力的影响,采用数值模拟方法,对单向轴心受压的加肋焊接空心球节点在高温下的受压性能进行研究,分析焊接空心球节点在轴心受压荷载作用下的破坏模式,得到不同温度下焊接空心球的承载能力。分析结果表明:高温下焊接空心球节点的薄弱部分为钢管与球节点连接处;高温对加肋焊接空心球节点的承载能力有着很大影响,随着温度的升高,承载力逐渐降低,当温度超过400℃以后节点承载力下降迅速,尤其是在节点温度达到700℃时,节点的极限荷载只有常温下的20%左右;随着温度升高,球节点越来越早进入弹塑性阶段。不同厚度的加劲肋在不同温度下呈现不同的变形。     

火灾下焊接空心球节点的温度场分析

基于火灾高温下网格结构的应力特征和火灾性能,按照EuroCode 3和国际标准升温曲线(ISO834 ),对焊接空心球节点火灾高温下的性能进行了非线性有限元数值模拟.研究了焊接空心球节点火灾高温下温度场的分布规律和影响因素.研究结果表明,通过降低焊接空心球节点实际承受的荷载比和外焊钢管的厚度可以有效延长其极限耐火时间,并且焊接空心球节点在受拉时的极限耐火时间比受压时的长.     

超1m直径加劲焊接空心球节点的抗拉极限承载力研究

跨越输电钢管塔中采用了直径超过1m的加肋焊接空心球节点,其承载力计算不满足规范适用条件。论文在具有不同设计参数球节点的有限元建模基础上,进行了节点抗拉有限元分析计算。通过分析破坏模式,讨论了加劲肋在球节点抗拉承载力中的贡献,获得了能反映加劲肋尺寸参数贡献的球节点抗拉承载力计算经验公式。并将经验公式和规范、试验、有限元计算结果进行了比较,表明经验公式可以有效地捕捉这类节点的抗拉极限承载力。     

加劲肋对焊接球节点力学性能影响的数值分析

网架(网壳)结构中,采用加劲肋来提高节点的极限承载力是一种有效的方法.在4组12个焊接球节点的轴心受力试验基础上,采用ABAQUS有限元分析软件,同时考虑几何非线性和材料非线性的影响,利用弧长法对球节点进行模拟分析,并与试验结果进行对比来验证模型的合理性.进而研究轴向荷载作用下,空心球节点在不同的加劲肋数量和方向下的力学性能,总结了加劲肋对球节点的拉压极限承载力和变形的影响,并对现行规范中关于焊接球节点的承载力计算公式提出了修改建议,具有一定的参考价值.     

焊接空心球节点在输电线路大跨越钢管塔中的应用

焊接空心球节点连接输电线路大跨越钢管塔构件是一种比较理想的节点处理方式,但常规的球节点承载力计算理论对于超大直径薄壁焊接空心球节点无法适用。结合舟山与大陆联网特大跨越输电高塔工程设计实例,通过非线性有限元分析,对无加劲肋和加劲空心球节点的受力特性、破坏形态和极限承载能力进行研究,并通过对正交试验结果的方差分析指出加劲肋各因素对节点承载力水平的影响,研究结果对工程设计有较好的指导意义。     

球外加肋加固既有网架焊接空心球节点的非线性数值分析

设置加劲肋是提高焊接空心球节点承载能力的一个有效途径,但是在球内设置加劲肋对于既有网架节点加固来说十分困难。球外设置加劲肋可能是加固既有网架结构节点的一个可能途径。本文基于数值模拟的方法对球外设置加劲肋加固网架球节点的受力变形和破坏过程进行了分析。在数值模拟中考虑了几何非线性和材料非线性两种非线性效应。以某实际工程加固为依托,研究了空心球节点在单向受力状态和空间复杂受力状态两种情况下的受力和变形特征,对焊接空心球节点的加固前后的破坏过程进行了对照分析,给出了环状肋加固球节点的承载力提高系数。     

大直径焊接空心球节点承载力研究综述

总结了大直径焊接空心球节点承载力的已有研究,从试验、理论和有限元方法三方面分别阐述了大直径焊接空心球节点承载力的发展历程。通过对不同加劲肋方式进行分类归纳,比较全面的概括了现有文献对加劲肋焊接空心球节点承载力的研究。由此得出已有研究存在的问题及不足。     

球外肋板加固焊接空心球节点的轴拉力学性能

由于锈损、火灾或地震损伤、荷载变化等因素,在役空间网格结构常会承载力不足,需要进行加固.针对空间网格结构中常用的焊接空心球节点,通过8个球外加肋试件的轴拉破坏试验和有限元参数化数值分析,研究了球外加肋对焊接空心球节点的加固效果,得出如下结论:1)轴拉作用下,焊接空心球、钢管与肋板连接处应力发展较快,最先达到屈服,而未加...     

受压焊接空心球节点高温试验研究

为研究受压焊接空心球节点火灾下的性能,利用高温试验炉,对不同空心球外径和壁厚、钢管外径和壁厚、钢材屈服强度和荷载比的6种受压焊接空心球节点试件进行了高温作用下的试验研究,得到了其在高温下的温度分布、位移特征和破坏形式,并研究了对其极限耐火时间的影响因素;根据欧洲规范,对受压焊接空心球节点高温作用下的性能进行了非线性有限元数值模拟,分析了节点的温度场分布规律和影响因素。通过分析高温作用下节点的位移变化特征,确定了其破坏模式;试验结果和有限元分析结果进行了对比,二者吻合较好。研究结果表明：增大焊接钢管壁厚和降低焊接空心球节点实际承受的荷载可以有效地延长受压焊接空心球节点的极限耐火时间;钢管根部是高温作用下受压焊接空心球节点的薄弱部位。图13表2参9     

加肋焊接空心球节点受压承载力参数分析

现行《网壳结构技术规程》在计算带加劲肋的焊接空心球时的承载力公式是由试验回归分析得出的,有关加劲提高系数方面很少有系统的研究。本文采用有限元分析的方法,对直径从300～500mm的加劲空心球,球壁厚、钢管直径、钢管壁厚不同的各种情况下的有限元分析结果与非加劲空心球的结果做一比较,得出受压承载力提高系数并非在任何情况下均为1.4,而是与钢管直径、钢管壁厚等因素有关。最后,以直径为500mm的球为例,分析了不同球壁厚、钢管直径、钢管壁厚对带加劲肋的焊接空心球受压承载力的影响,得出的结论可供实际工程或相关规程修订时参考。     

具有加劲肋的焊接球节点刚度分析(英文)

空间网壳结构的节点是半刚性的,节点刚度对大跨度网壳结构的稳定承载能力有着重要的影响.按节点完全刚接或完全铰接计算会过高或过低地评价结构的稳定承载能力.而具有加劲肋的焊接球节点被广泛应用在大跨度空间网壳结构中.本文采用有限元软件ANSYS对具有各种不同形式加劲肋的焊接球节点轴向刚度和弯曲刚度进行了分析,并与无肋焊接球节点进行了比较.通过回归分析,得出了具有各种不同形式加劲肋的焊接球节点轴向刚度和弯曲刚度的实用计算公式.本文为考虑节点刚度的大跨度网壳结构稳定分析提供了理论基础,并得出了可应用于实际工程的结论.     

钢管塔相贯焊接节点的极限承载力研究

通过对崖门大跨越输电塔相贯焊加肋节点的工程性试验，考察了相贯焊连接节点的强度问题，并将得出的实验数据与有限元模型分析得到的结果进行比较，验证了有限元计算结果的准确性。同时，还分别建立了无加劲肋与有加劲肋两种形式的有限元模型，比较了加肋前后相贯焊接点的承载能力变化。此外，还将相贯焊无加肋节点的有限元计算结果与规范公式计算结果进行了比较。     

受拉焊接空心球节点火灾高温下的性能分析

基于火灾高温下空间网格结构的性能,本文根据欧洲规范了中高温下的钢材特性和国际标准升温曲线(ISO834),对单轴受拉焊接空心球节点高温下的性能进行了数值模拟,分析了空心球的温度场分布规律和极限耐火时间的影响因素。通过分析高温下空心球的应力和位移变化特征,确定了其破坏模式;结果表明钢管根部和赤道处是其高温下受拉承载力的薄弱环节。     

上平焊接球节点受压极限承载力的有限元分析

上平焊接球节点是一种新型的空间结构用节点型式,综合了焊接球和鼓形节点的优点.节点刚度不对称,现行规范中未有相应的承载力计算公式.通过足尺节点试验结果与节点有限元模拟结果对比,验证了有限元模型参数设置的有效性和合理性.研究了焊接球直径、加劲肋数量、高度、加载管径和球壁厚度5个因素对节点受压极限承载力的影响,分析了不同因素...     

平面钢管桁架管内加劲相贯节点有限元分析和试验研究

焊接钢管桁架有时需要在节点区设置加劲肋。对焊接钢管内加劲相贯节点进行有限元分析 ,探讨了管内加劲节点的传力路径 ,通过缩尺模型试验验证了有限元分析结果。针对节点区应力集中 ,提出有效缓解应力集中的构造措施。有限元分析表明 ,管内加劲节点中的加劲肋是重要的受力部件 ,为该节点的设计提供了理论依据。     

火灾作用下钢框架结构温度场的数值模拟

应用有限元软件,对钢框架结构在火灾标准升温条件下的温度场进行分析,得到了结构在火灾下的瞬态温度场分布云图以及温度随时间变化曲线;为计算火灾下构件内部温度场提供了实用方法,并为建筑结构的热-应力耦合分析提供了基础。     

火灾中外伸端板节点的弹簧模型和试验研究

为得到外伸端板节点的抗火性能,采用火灾试验炉对4个足尺H型钢进行了火灾行为的研究。从试验中得到了外伸端板节点试件的破坏特征和破坏模式。通过比较有无加劲肋以及不同厚度的端板的节点的抗火能力,分析了加劲肋和端板厚度对节点抗火能力的影响。此外,还描述了弹簧模型,用于预测外伸端板钢节点在高温下的性能。节点构成被认为由预先设定力学性能的弹簧构成,例如,刚度和强度。高温下的节点响应可以通过汇集构成、刚度和强度来预测,而刚度和强度的下降由中国现行的钢结构火灾安全技术规范建议的升温过程来设定。结果表明,模型计算结果与试验数据很吻合。     

一体成型铝合金加劲肋角型件高强螺栓连接节点力学性能研究

铝合金角型件高强螺栓连接节点的可用性已经得到了验证,但其角型件强度过低,且存在焊接加劲肋会导致强度进一步降低的问题。据此,提出一体成型铝合金加劲肋角型件,为了探究一体成型铝合金加劲肋角型件对节点受力性能的影响,基于准确的有限元数值模型,建立了3种不同加劲肋厚度的铝合金角型件高强螺栓连接节点。研究表明,一体成型铝合金加劲肋角型件能大幅提高节点的承载力,且随着加劲肋厚度的提高,节点的承载力和刚度也逐渐提高。