新疆国际会展中心屋面张弦桁架铸钢节点承载性能试验

为研究新疆国际会展中心屋面张弦桁架支座铸钢节点的承载性能,对该铸钢节点的1/2缩尺试件进行了加载试验.试验结果表明,在最不利设计工况组合下,节点满足设计的承载能力要求.对节点试件进行弹塑性有限元分析,结果表明有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了有限元数值模型的可靠性.对铸钢节点的承载性能指标和安全储备进行了综合评估,为张弦桁架铸钢节点工程设计提供试验数据和参考.     

合肥新桥国际机场航站楼箱形曲梁模型承载性能

为得到合肥新桥国际机场航站楼钢结构屋盖中箱型曲梁构件的承载性能,以箱型曲梁部分为重点研究对象,采用千斤顶单拉加载的方式,进行了3个箱型曲梁模型的试验研究;试验测定了箱型曲梁模型宏观的荷载位移曲线、面外位移以及各关键位置的应变情况,得到了箱型曲梁构件预期的破坏形态和破坏模式,并建立了试验构件的有限元模型,将试验结果与有限元计算结果进行了对比和分析;通过3个试验构件不同形式的面外支撑,检验了支撑的效果;通过施加不同大小的初始缺陷,分析了初始缺陷对于转换节点构件承载性能的影响.结果表明:有限元计算有效地模拟了试验构件的承载性能,试验和有限元结果吻合较好,证明了设计的合理性和安全性.     

空间网架结构钢管混凝土柱节点力学性能足尺试验及分析

采用足尺试验与数值仿真相结合的方法研究空间网架结构中的钢管混凝土柱节点的受力及抗震性能。试验荷载逐级加载到设计荷载的1.6倍并观测柱节点的变形与应力。试验结果表明试验荷载下柱节点钢结构部分基本处于弹性状态,混凝土极小部分区域超出压应力极限,钢管与混凝土粘接良好。非线性有限元分析结果揭示了柱节点在低周往复荷载作用下的滞回耗能能力和破坏特征,指出了柱节点承载的薄弱位置,给出了柱节点的极限承载力。结果表明,足尺试验与数值计算相结合的方法可以全面揭示柱节点的受力特性及抗震性能。     

钢管结构法兰连接节点抗弯承载性能的有限元分析

法兰连接节点抗弯承载性能的研究在国内外几乎是空白,相关的设计方法也不成熟,对4种形式的法兰连接节点,采用通用有限元软件ANSYS,进行了其在弯矩作用下的非线性分析计算.在整体荷载-位移曲线、变形结果和应变结果等三方面,计算结果均与相应的试验结果吻合良好,验证了有限元模型的可靠性.利用此有限元模型,分析了法兰盘Von-M...     

型钢混凝土空间中节点受力性能有限元分析

采用有限元分析软件ABAQUS对型钢混凝土(SRC)梁柱平面节点试件的力学性能进行数值模拟,将模拟与试验结果对比,发现两者吻合较好,验证了模型的有效性.在此基础上,建立与平面节点对应的空间中节点有限元模型,研究SRC空间中节点在不同加载路径下的滞回性能、骨架曲线和延性性能,并进一步分析了楼板宽度、节点类型和轴压比等因素对中节点力学性能的影响.结果表明:与平面加载路径相比,空间加载使节点核心区产生双向耦合效应,从而降低了试件的承载能力;SRC空间中节点发生剪切破坏时,楼板宽度对其承载能力和变形能力影响较小;与中节点和边节点相比,空间角节点的极限荷载和位移均降低较多;随着轴压比增大,空间中节点变形能力有所降低.     

十字截面钢管混凝土柱框架中柱节点抗震性能对比研究

现行框架节点试验研究多侧重于平面节点,而结构和构件在地震作用下均处于空间受力状态,为比对平面节点与空间节点的受力性能差异,以十字形截面钢管混凝土异形柱-钢梁中柱节点为研究对象,设计并制作了两个空间节点模型和两个平面节点模型,通过施加恒定轴压比的竖向荷载和低周反复水平荷载,对节点模型进行了加载破坏试验.结果表明:空间节点和平面节点破坏现象基本一致,都具有良好的延性和耗能能力,平面节点更优.轴压比对节点的承载力和延性性能有一定的影响,随着轴压比增大,延性性能降低.     

不等强混凝土框架节点受力性能

目的研究框架节点采用梁板混凝土施工的可行性,解决施工质量问题.方法建立钢筋混凝土框架节点有限元模型,对比分析整体节点（节点混凝土与柱混凝土相同）与夹心节点（节点混凝土与梁混凝土相同）的受力和变形性能.结果在反复荷载下有限元分析结果同试验结果吻合,在单调荷载下有限元分析说明了整体节点与夹心节点的受力和变形差异,再现了混凝土节点的受力和传力过程.结论夹心节点整体受力和变形性能稍差于整体节点,但节点区都有一定的安全储备,再现了试验难于观察的节点传力过程,说明了节点传力中斜压杆机构、桁架机构及约束机构并存及发展的机理.     

某钢桁架桥静载试验研究

某港口桁架桥为新建钢结构,为保证桥梁投人运营后的长期安全,对该桥进行了检测鉴定和评估工作,用以评定桥梁的实际工作状态以及桥梁的承载性能是否符合设计.检测工作采用现场静载试验与有限元建模计算分析相结合.本文对静载试验加载方案进行了设计,包括荷载工况和测点布置,然后进行了试验荷载下的桥梁结构有限元建模计算,得到了此次静载试验的校验系数,在此基础上对静载测试结果进行了理论分析.     

钢管混凝土柱隔板贯通节点局部抗拉性能研究

钢管混凝土柱隔板贯通节点局部抗拉性能研究对改进方钢管混凝土柱与钢梁受拉翼缘的结构性能具有重要意义。文章基于7个十字形隔板贯通节点试件的静力拉伸试验,考虑几何非线性、钢材与混凝土接触非线性和各种材料非线性等多重非线性因素,采用ANSYS有限元软件建立三维实体模型,对隔板贯通节点进行了单调加载分析。结果表明:有限元分析得到的荷载-位移曲线与试验结果吻合较好;与试验值相比,节点屈服承载力有限元计算值的误差均在5%以内,极限承载力有限元计算值的误差小于14%。有限元分析结果可为隔板贯通节点承载力计算公式与设计方法的研究提供参考。并提出了改进节点局部抗拉性能的设计建议。     

江阴魔方时代广场复杂梁柱节点承载性能试验研究

为研究大悬挑钢管混凝土梁柱节点的受力性能,制定了足尺试验和FEM数值模拟相结合的验证性研究方案.针对悬挑梁柱节点汇交杆件多、荷载大、内力复杂、加载困难等特点,设计了15 m×10 m×10 m的大型自平衡反力架加载系统,采用试验手段和FEM数值分析技术相结合的方法对节点的受力性能进行了研究.从理论和试验上研究了加强环式梁柱节点的工作机理、工作性能和传力机制,并将试验结果与FEM数值结果进行比较,验证FEM数值模拟的正确性.试验结果表明,该节点在1.3倍设计荷载下是安全的,并且仍具有一定的承载潜力;大悬挑的存在,致上柱偏心受压,有较大的水平位移,应用时应加强上柱刚度;梁上翼缘与加强环间有较大的应力集中,施工中应保证焊接质量;内加强环对节点受力性能的影响较小.     

内置CFRP圆管的方钢管混凝土角柱节点有限元分析

为了分析内置CFRP圆管的方钢管混凝土角柱节点在往复载荷作用下的力学性能,以及不同的材料属性对节点力学性能的影响,利用ABAQUS有限元分析软件建立了10个角柱节点模型,分析钢材强度、含钢率和轴压比等参数对节点力学性能的影响.结果表明,随着钢材强度的提高,极限承载力有显著提高,含钢率对极限承载力和延性均有一定的改善,轴压比的增加使得极限承载力急剧下降,且延性变差.加强环宽度的增加对节点承载力有显著提高,达到70 mm之后有脆性破坏的趋势.     

矩形钢管焊接球节点的有限元分析与试验研究

为了解轴力、弯矩及两者共同作用下矩形钢管焊接空心球节点的受力性能与承载能力，进行了有限元分析和试验研究.采用理想弹塑性应力-应变关系、Von-Mises屈服准则，建立了基于几何非线性的有限元模型，对承受轴力、弯矩及它们共同作用的矩形钢管焊接球节点进行了大量的有限元参数分析.对4个典型足尺节点进行了试验研究，直观了解节点的受力性能和破坏机理，并验证了有限元模型的可靠性.研究表明，轴力和弯矩共同作用的焊接球节点的轴力-弯矩相关关系与节点的几何参数无关，极大地简化节点承载力的计算方法.     

钢管结构K型搭接节点滞回性能参数分析

为揭示K型搭接节点隐藏焊缝焊与不焊对节点抗震性能的影响,优化了该类节点的施工工艺.按照影响钢管结构搭接节点的关键参数β、γ、τ,设计了基本试件及参数试件,采用ANSYS非线性有限元法,对钢管结构K型搭接节点隐藏焊缝焊与不焊进行了数值模拟,得到了各参数试件的滞回曲线、骨架曲线和延性性能等抗震性能指标.研究结果表明,β、γ、τ参数变化对节点承载力的影响不是十分显著,隐藏焊缝不焊接节点的滞回性能及延性优越于隐藏焊缝焊接的节点.支主管直径比β越大,节点延性越好;主管径厚比γ越大,节点延性越差.支主管厚度比τ对节点延性影响不大,尤其是τ对隐藏焊缝不焊接节点的延性基本没有影响.     

表面内嵌FRP筋抗剪加固T形混凝土梁参数影响

为了研究不同参数对表面内嵌FRP筋加固梁抗剪性能的影响规律,对6根采用不同FRP筋类型、间距以及不同加固方式的FRP筋加固梁进行受剪性能试验.结果表明,该方法能够很好地改善加固梁的受剪性能,提高梁的极限承载力.未粘U箍和FRP筋间距小的加固梁更易发生剪切破坏.加固方式对加固梁跨中位移无明显影响,FRP筋类型和FRP筋间距对加固梁跨中位移影响显著.表面内嵌FRP筋不能提高试验梁的纯弯段开裂荷载,但能显著提高弯剪段开裂荷载.FRP筋类型、间距以及加固方式对加固梁的极限荷载影响显著.由于CFRP筋弹性模量高,故CFRP筋的应变小、利用率低;不粘贴U箍加固梁中FRP筋应变大于粘贴U箍加固梁;FRP筋间距越大,FRP筋的应变越大,利用率越高.     

高效利用CFRP加固预裂混凝土梁

为了更有效应用碳纤维布进行结构加固,对6根不同配筋率的预裂钢筋混凝土梁进行CFRP加固加载试验,研究了在采用半包粘贴CFRP加固方式时,不同配筋率和不同碳纤维布层数对梁的极限承载力恢复程度、破坏形态和裂缝开展情况的影响.分析结果表明,碳纤维布在很大程度上提高了试验梁的整体刚度,改变了加固梁的破坏形态,采用半包式粘贴纤维布能较好地限制碳纤维布与混凝土之间的剥离,使之恢复到预裂时的极限承载力,满足正常使用要求.     

圆CFRP钢管混凝土外加强环节点有限元分析

为了深入研究圆CFRP钢管混凝土外加强环节点的力学性能,使用有限元软件ABAQUS分析了混凝土强度、钢材强度、轴压比、加强环板的厚度和加固形式对节点力学性能的影响.对节点模型进行了低周往复荷载下数值模拟.结果表明,当混凝土和钢材强度不变时,随着轴压比的增加,外加强环节点的承载力保持不变;加强环板厚度对节点承载力影响较大,随着加强环板厚度的增加,节点的承载力明显增加,当厚度增加到一个限值时,承载力基本保持不变;加强板和加强筋加固形式可以显著提高节点的刚度,使钢梁先于柱屈服,实现强节点弱构件的抗震目标.     

高强冷弯薄壁型钢住宅楼盖梁受力性能研究

在试验的基础上,采用有限单元法对高强冷弯薄壁型钢桁架楼盖梁的受力性能进行了研究.考虑材料非线性和几何非线性的影响,采用塑性壳单元建立有限元模型.桁架节点的拉铆钉采用节点耦合模型.将试验和有限元分析结果进行全面比较分析,验证了文中采用的有限单元法的准确性.然后采用此方法建模分析不同高度和跨度的楼盖梁的受力性能,以及桁架节点采用双铆钉连接时对桁架梁受力性能的影响.最终拟合出不同高度和跨度的楼盖梁的承载力估算公式,供工程设计参考.     

不锈钢箱形轴压构件整体稳定承载力计算方法

为研究不锈钢箱形轴心受压构件的整体稳定承载力,采用ANSYS软件对不锈钢轴压构件进行了非线性有限元模拟,将模拟结果与试验结果进行对比,验证了所建立有限元模型的准确性.采用经试验验证的有限元模型对具有不同几何初始缺陷、截面残余应力、材料力学性能、截面宽厚比以及长细比的不锈钢工字形构件整体稳定承载力进行参数分析,通过对比确定材料力学性能、构件长细比为影响承载力的主要因素.在参数分析的基础上,依据稳定承载力的数据拟合结果提出了整体稳定系数的三段式计算方法,并将该计算方法与试验数据进行对比,表明此计算方法可较准确地计算不锈钢箱形轴心受压构件整体稳定承载力.     

尾矿砂免烧砖砌体的破裂特征

为了提高尾矿砂的综合利用率,采用自制等级Mu20的铁尾矿砂免烧砖与M5混合砂浆,砌筑了砖砌体并进行了砌体局部抗压加载试验.加载的同时,用非接触视频测量系统实时跟踪测试了受荷至破坏全过程位移场的变化.结果显示：尾矿砂砖砌体的破坏为脆性破坏,其荷载-位移曲线可分四个阶段,即：压密阶段、弹性变形阶段、裂缝稳定扩展阶段以及破坏阶段;尾矿砂砖砌体在局部受压过程中,当荷载小于破坏荷载的80%时,砌体未见宏观裂缝,但试件表面位移场的变化还是比较显著的,且个别点的位移变化与整体的趋势有所不同.在加载后期,试件的位移场数值变化较之前显著加快,且各观测点的位移方向趋同.