广州市翠湖山庄工程钢管混凝土柱节点足尺静载试验研究

广州市翠湖山庄工程采用了新型钢管混凝土环梁节点,并进行了足尺构件静载试验.文中详细介绍试验方案的设计、试件的制作、加荷方式、试件的裂缝发展情况及破坏形态等试验结果.足尺试验研究表明,合适的设计可以保证新型钢管混凝土环梁节点有足够的抗弯、抗剪能力及良好的延性,易于实现"强柱弱梁"的抗震要求.     

空间多支管铸钢节点性能研究

结合郑州展览中心屋盖结构的关键连接节点,探讨了空间多支管铸钢节点的受力性能.对一大型铸钢节点进行了足尺试验,设计了自平衡的加载装置对节点加载,对一些重要部位的应力状况进行了测试,应用有限元方法进一步分析了节点的应力分布,从而对节点强度作了评估,使该节点在实际工程中应用具有安全可靠的保证,还对铸钢节点的制作质量提出了建议.     

变电站钢管塔架多支管空间节点受力性能研究

以青海佑宁750kV变电站塔架的复杂节点为背景,对两类空间多支管梁、柱节点进行了静力加载试验和非线性有限元分析。试验中采用足尺模型,试验装置为具有足够刚度的自平衡框架,制作梁、柱节点试件各2个,采用主动与被动加载相结合的试验加载方案。试验得到了节点的破坏模式、荷载 位移曲线、荷载 应变曲线及受力特性。在此基础上,建立了复杂节点的非线性有限元模型,并对节点的承载性能进行了分析。结果表明：主管部分属于节点的薄弱部位,两类节点都发生了主管凹曲变形破坏,且未出现支管和焊缝的破坏;另外,梁节点两试件出现了支管插板及其加劲板的受压弯曲破坏;加载至设计荷载值时,两类节点所有测点基本处于线弹性工作状态,且节点承载力富余较大,表明节点设计较安全。参数分析表明,主管径厚比 γ 对节点承载力影响显著,支主管直径比β₂及厚度比 τ₂对节点承载力具有一定影响;梁节点中,γ较小时,β₇对节点承载力影响较大;β₄、τ₄、β₅节点板与主管厚度比τ_J及插板与主管厚度比τ_c对各自节点承载力基本无影响。     

圆钢管空间相贯节点的实验研究

针对圆钢管空间相贯节点,进行了三种类型大尺寸足尺试件的试验。具体介绍了试件和加载方案的设计,提供了主要试验结果,并根据变形极限概念,提出了确定试件极限承载力的方法。对试件的破坏机理进行了分析,指出节点区焊缝刚度过大延性不足的特征,可能阻碍钢管节点管壁极限强度的充分发挥。根据试验结果,对空间相贯节点强度计算公式作了初步探讨。     

变电站构架避雷针结构相贯节点承载力试验研究

以某500 kV变电站构架避雷针结构为例,开展原构架避雷针相贯节点的足尺静载试验,分析其承载能力及节点应变分布特点,在此基础上进行加固相贯节点的足尺静载试验,对比分析加固前、后构架避雷针相贯节点的承载性能。研究表明:原设计构架避雷针相贯节点抗弯能力较差而且构造不合理,在平面外弯矩作用下易产生沿焊缝的撕裂破坏。通过在避雷针与横梁相贯节点区增设加劲肋,节点区的应力集中现象得以有效缓解,加固相贯节点的承载能力和抗弯刚度均显著提高。     

N型方圆钢管相贯节点足尺试验研究

对两个承受支管轴力和主管轴力的搭接N型方圆钢管相贯节点进行了足尺试验研究。试验表明,试件N1的破坏模式为受压支管在节点处的局部屈曲破坏,试件N2的破坏模式为主管侧壁鼓曲破坏和支主管交接面主管壁压溃破坏的联合破坏模式。计算表明,试件N1的试验值与《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)公式承载力计算结果的比值为0.73,与有限元计算结果的比值为1.11;试件N2的试验值与规范公式承载力计算结果的比值为0.99,与有限元计算结果的比值为1.02。研究表明,主管轴力对节点极限承载力影响较大,规范公式因未考虑主管轴力的影响,其计算结果偏不安全,还有待进一步的研究。     

环梁节点在钢管混凝土框支剪力墙结构的设计

钢管混凝土框支柱与钢筋混凝土框支梁的节点设计 ,是钢管混凝土柱在框支剪力墙结构应用的关键 .对节点区受力进行了分析 ,针对框支柱及其节点的延性、上部剪力墙及框支梁产生的内力如何传到框支柱上和如何使节点区域的强度大于标准段的强度等问题的解决 ,提出了一种受力明确、设计合理的节点形式及其设计建议 ,解决了钢管混凝土柱在高层建筑框支剪力墙结构中应用的关键问题 .     

钢管输电塔环形加肋节点承载力分析

通过试验对1/4和1/2环形加肋钢管插板连接节点基于钢管控制的极限承载力进行了研究。在此基础上,根据能量理论和虚功原理,提出了适用于估算此类节点极限承载力的分析模型,用数值分析方法得出了节点极限承载力,并与试验结果、有限元和AIJ计算结果进行了比较,证明该理论分析模型的适用性较好。     

新型钢管混凝土节点-芯钢管边柱节点的试验研究

提出一种在节点区间断钢管混凝土柱的外钢管、设置芯钢管的新型钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点。介绍了边柱节点模型试验的试件设计及试验现象和破坏过程 ,分析了新型节点存在的问题及改进的思路。研究表明 ,新型节点用于边节点是成功的。     

支管拉力作用下钢管K形节点承载力计算方法探讨

在统计分析19个钢管K形相贯节点试件失效模式和极限承载力的基础上,对我国《钢结构设计规范》(GB50017—2003)的承载力计算方法进行了分析。结果表明,受压支管内力引起节点失效时,节点承载力试验值与计算值总体上吻合较好;而受拉支管内力引起节点失效时,节点承载力的计算值明显小于试验值。进行了2个支管拉伸破坏的钢管K形相贯节点试验,结果进一步表明我国钢结构规范计算值偏于保守。提出了对支管拉力作用下K形节点承载力乘以增大系数的建议,建议方法计算精度明显提高且仍有足够的安全性。     

主方支圆空间KT形管节点空间效应和极限承载力研究

以矩形钢管为弦杆、圆管为支杆的混合空间钢管结构因形式新颖、相贯线切割简单而在大跨空间结构中逐渐得以应用,但因支杆的几何效应和荷载效应,导致混合型钢管空间相贯节点承载力计算比较复杂。采用非线性有限元方法,应用自动步长增量法研究了主方支圆空间KT节点的空间几何效应和荷载效应。理论分析表明:相比杆件的几何效应,荷载效应对节点极限承载力的影响更为明显,T形支杆上较大的轴力将使K形支管处极限承载力显著下降。通过对空间KT形节点极限承载力的分析,绘制平面K形、T形节点和空间KT形节点承载力相关曲线,并提出计算公式供设计人员参考。     

武汉火车站空间多平面圆钢管相贯节点承载力计算

对空间多平面圆钢管相贯节点承载力进行了研究,包括复杂多平面相贯节点的拆分原则、中外规范公式对比、多平面相贯节点承载力折减系数取值等,最后得出文中提出的复杂多平面相贯节点的拆分原则是合理的;采用欧洲规范对相贯节点进行校核偏安全;提出的多平面相贯节点承载力折减系数对武汉火车站工程是适用的。     

方管圆管混合空间钢管节点承载性能的非线性分析

以圆管为弦管,方管(包括矩形管)为支管的混合空间钢管节点,构造新颖,受力复杂,其承载力设计和计算是工程师所关注和急需解决的问题。本文采用非线性有限元方法,选用四节点等参壳元,应用自动步长增量法求解方管圆管混合空间管节点轴向受力或平面外受弯的极限承载力。程序系统在移植ADINA程序的基础上,开发了可进行T型、X型、K型和TT型管节点有限元网格剖分的前处理程序CTUBE,并编写了AutoCADADS/RX应用程序显示管节点模型受荷后的变形和应力分布。本文通过大量算例分析,回归出相关承载力计算公式,供设计人员参考。     

Mechanical behavior research on multi-planar steel tubular joints with inner plate

通过对内置加强板的空间DKYY型圆钢管相贯节点的足尺试验和有限元模拟,分析节点应力和变形的发展过程。结果表明：节点在1.3倍设计荷载作用下保持弹性工作状态,具有较高的安全度,可以满足设计承载力需求,有限元分析较好地模拟了加载试验过程,有效弥补了节点试验测点较少的不足,可用于节点受力性能的全面评估。另外,选取较小的主管径厚比和内置加劲板可提高其径向刚度,确保节点破坏时主管处于弹性工作状态;支管加劲板对支管的弹性刚度没有影响,对其承载能力的影响不大,但可以减小支管的径向变形,局部改变支管的应力分布。该节点的构造设计是合理的,其在设计荷载作用下的受力是安全的。     

上海光源工程屋盖钢管节点平面外受弯性能试验研究

通过6个足尺模型节点的平面外弯曲加载试验,对上海光源工程屋盖结构中X型圆钢管节点的破坏形态、刚度、承载力及应力分布等进行了系统研究。试验和有限元分析结果表明,节点平面外弯曲失效主要表现为显著的主管塑性变形和焊缝断裂;主、支管弯曲方向对节点初始刚度影响不大,但对极限承载力有一定影响;节点刚度与支管线刚度的比值是判断节点刚性程度的关键指标;节点相贯线区域的不均匀刚度分布导致与其相邻的支管根部截面出现显著的边缘应力放大现象。基于极限变形限值确定的节点实测承载力与各国规范公式计算值的比较表明,API推荐的公式对X型钢管节点平面外抗弯强度提供了较准确的预测。     

空间圆钢管相贯节点极限承载力分析

以塔桅工程中空间圆钢管相贯节点为背景,应用有限元程序对其进行轴向拉、压极限状态的数值模拟.分析节点在荷载作用下局部应力分布、主管鞍点的荷载变形关系,对支管搭接的影响、应力集中系数和节点极限承载力进行探讨,提出在节点区局部采用钢管混凝土改善受力条件的可行性.     

新型组合结构梁柱节点滞回性能试验研究

为研究新型组合梁与钢管混凝土柱连接节点的抗震性能,开展了新型组合梁与钢管混凝土柱连接节点低周反复荷载作用下的试验研究,对这种类型节点的滞回性能进行了研究,在实验研究的基础上,提出了新型组合梁与钢管混凝土柱连接节点的三折线恢复力模型,结果表明,试件具有良好的耗能能力,建立的恢复力模型骨架曲线与试验值接近。     

空间足尺组合式连接节点受力性能研究

以某大型特高压用钢管格构式变电构架工程为背景,对空间足尺组合式连接节点进行空间静力加载试验和有限元分析,着重研究节点的应力应变及位移发展特征、破坏模式和极限承载性能。试验结果表明:设计荷载下,除主管与节点板连接处的端部由于应力集中而出现轻微局部屈服外,节点其他部位仍处于弹性阶段|加载至设计荷载的近190%时,主管受力较大端出现受压“鼓曲”,主管与节点板1（JDB1）的连接处严重“凹陷”,随即支管⑦的插板与JDB1连接处发生受压“失稳”,节点破坏。有限元模型的分析结果,在节点应变发展、荷载-位移曲线、破坏模式、极限承载力等方面均与试验结果吻合较好。该类型节点的构造基本合理,满足设计荷载要求。建立节点承载力的理论分析模型及计算公式,理论计算结果与试验结果、有限元分析结果吻合较好。