K形方管加强节点的承载力性能研究

通过有限元软件ANSYS对K形方管相贯焊接加强节点的轴力和弯矩作用下的极限承载力进行了数值模拟研究,研究结果表明三种加强方式对K形节点的承载力都有不同程度的提高作用,且提高幅度与几何参数有关。     

T形方管相贯焊接加强节点的极限承载力研究

通过有限元软件ANSYS对T形方管相贯焊接加强节点轴力和弯矩作用下的极限承载力进行了数值模拟研究,采用的加强方式为主管壁加厚、在主管内部设置横向和纵向加劲肋.研究结果表明三种加强方式对于T形节点的单项承载力都有不同程度的提高作用,且提高幅度与几何参数有关.     

加强T形方管节点的极限承载力研究

国家游泳中心的方管相贯焊接节点,除承受轴力外,还同时承受不可忽视的双向弯矩。通过有限元软件ANSYS对加强T形方管节点在复合受力作用下的极限承载力进行了数值模拟分析,采用的加强方式为在主管内部设置横向和纵向加劲肋。研究结果表明,3种加强方式对于T形节点的极限承载力都有不同程度的提高,且提高幅度与几何参数有关。     

K型方管搭接节点的极限承载力研究

相贯节点的强度计算是空间管桁结构设计中的一个重要方面。利用有限元软件ANSYS,考虑材料非线性和几何非线性,对K型方管搭接节点的极限承载力进行数值模拟研究,通过一些关系曲线得出搭接率及其他几何参数对节点承载力的影响。     

考虑截面圆角效应的T型方管相贯节点静力承载力研究

CIDECT的T型方管相贯节点静力承载力公式忽略了弦杆截面圆角效应,有限元计算表明弦杆截面圆角效应对节点极限承载力有一定的影响,尤其对于较大β的节点和弦杆截面圆角外半径较大的冷弯薄壁管材节点的影响更明显。为此将考虑弦杆截面圆角效应,并提出关于T型方管节点静力承载力的修正公式。     

平面外弯矩作用下加劲肋加强T形方钢管相贯节点极限承载力研究

方钢管T形相贯节点承受平面外弯矩作用是与其它工况一样重要的一种工况,但目前规范中对这种受力模式下的加劲肋加强节点承载力计算公式没有规定,这影响着工程设计的效率与质量。在经试验验证有限元分析准确性的前提下,进行参数化分析和回归分析。结果表明:加劲肋加强节点的极限承载力是无加强节点的2.6倍,承载力提高系数ψ随加劲肋与主管厚度比τ、加劲肋与主管宽度比η的增加而增加,其中参数η的影响更大,提高系数ψ随β增加而减小。在无加劲肋方钢管相贯T形节点平面外受弯承载力计算公式的基础上,通过参数化分析得出有加劲肋时方钢管T形节点平面外弯矩作用下极限承载力计算公式,为这类节点的继续研究和工程应用提供了参考。     

带肋圆管X型相贯节点静力性能研究

加劲肋可以提高钢管相贯节点的静力性能,然而目前国内外对带肋圆管X型相贯节点的研究较少,本文根据试验建立了带肋圆管X型相贯节点的有限元模型,并进行参数化分析,以研究加劲肋对节点静力性能的影响。研究发现加劲肋能够使节点相贯区域的应力分布更加均匀,从而节点区域的最大应力得到明显降低,可以有效提高节点的静力承载能力,并且加劲肋的方向、数量以及厚度的变化都会对节点的静力性能产生影响。同时,由于加劲肋的存在,主管管壁的变形受到限制,传统的以主管管壁变形来判定节点是否发生破坏的方式不再适用,因此本文提出了新的判定节点发生破坏的方式。     

加强型空间相贯管节点受力性能分析

随着大跨度空间钢结构的发展，出现了许多新型的复杂空间节点形式，而我国现规范中对空间多杆系汇交管节点还没有强度计算公式，故对实际工程中出现的此类节点进行理论分析和试验研究就显得格外重要。本文对一内置加劲板加强型节点的受力性能进行了分析，得出了其极限承载力和破坏模式，对以后相关课题的研究具有参考意义。     

大庆监测塔巨型钢管塔柱节点受力性能分析

大庆监测塔塔身采用巨型钢管塔柱结构,钢管塔柱上交汇多根横斜杆,交汇处应力分布很复杂,这类交汇节点的设计为大庆监测塔设计的关键点。通过对节点进行非线性有限元分析,研究了巨型钢管塔柱与多根支管相贯连接节点的受力特点和破坏模式,并对节点是否设置加劲肋进行对比,分析表明节点内设置加劲能够显著提高节点承载力、刚度和局部稳定,改善节点区域的应力分布。     

等宽T型方管节点承载力计算

采用非线性有限元分析的方法和试验数据对等宽T型方管节点的试验方案、几何参数对其性能的影响进行了研究。在参数分析的基础上 ,采用回归的方法得出T型方管节点计算公式 ,公式计算结果与试验结果吻合良好。     

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。     

轴力下空间TK型圆钢管相贯节点的承载力分析

空间TK型圆钢管相贯节点在大跨度空间桁架中已得到广泛应用,但目前关于该节点极限承载力的计算方法尚不完善。本文在试验的基础上,对36个该类节点进行双重非线性有限元分析,计算其极限承载力并探索不同几何参数和加载方式对其的影响规律 同时借鉴平面K型圆钢管相贯节点承载力计算公式,考虑空间效应的影响,提出了空间TK型圆钢管相贯节点的承载力建议公式,经对相关试件进行计算,结果表明与试验结果吻合良好。     

K型圆管相贯节点的滞回性能分析及试验

节点作为空间结构最重要的组成部分,其在反复荷载作用下的荷载—变形曲线（滞回曲线）是对其延性、耗能能力、强度、刚度等力学性能的综合反映。对K型搭接相贯节点内隐藏焊缝焊与不焊两种模型在弦杆轴向往复荷载作用下进行试验研究和有限元模拟计算,对比分析得到节点试件的破坏模式和滞回曲线,同时有限元模拟分析所得结果和试验所得结果较为吻合。结果表明：隐藏焊缝焊接节点破坏时是局部的,最终是搭接管在焊缝处被拉断;不焊节点的破坏模式是焊缝整体破坏,隐藏焊缝不焊对节点承载力的影响不能忽视。通过有限元模拟分析来代替相贯节点滞回性能试验是可行的。     

钢管贯通焊接球节点的有限元分析

网架(壳)结构中,当杆件的轴力较大、焊接空心球节点承载力不能满足设计要求时,采用钢管贯通焊接球来提高节点的承载力是目前最有效的措施之一。本文采用ANSYS有限元程序,弹塑性应力—应变关系和Von-Mises屈服准则,同时考虑几何非线性的影响,对钢管贯通焊接球节点的极限承载力进行了较为详细的计算分析。本文首先对六组空心球节点进行计算,并与试验结果进行对比来验证本文模型的正确性,进而研究钢管贯通焊接球在单向受力、平面受力和空间受力状态下节点的破坏模式和极限承载力,并比较了不同球壁厚钢管贯通焊接球节点的承载力。本文的分析结果对实际工程设计具有一定的指导意义。     

圆管相贯节点极限承载力有限元分析

应用材料和几何非线性有限元法分析了T ,Y ,K形圆管相贯节点的应力和塑性区分布规律、节点变形及节点几何参数对节点极限承载力的影响 ,获得了影响管节点承载力的主要参数与承载力曲线 ;将有限元计算结果与各国规范进行比较 ,指出了现有规范的不足之处 ,为我国规范的进一步修订提供了理论依据     

钢管相贯节点焊接缺陷类型及对极限承载力的影响

总结了实际工程中相贯线焊缝易出现的焊接缺陷类型及其特点,采用ANSYS程序定量分析结果绘制了背景工程中检测到的焊接缺陷对钢管直接相贯节点极限承载力的影响曲线。根据影响曲线得出如下结论和建议:严格按焊接规程构造的相贯线焊缝不会降低节点的极限承载力,但焊缝是影响节点极限承载力的关键部位之一;各类缺陷均具有一定的容限,对于半径或长度为2mm及其以下的球型、线型缺陷、咬边缺陷,包括1mm及其以下的裂缝缺陷,建议允许其在焊缝中存在,比此更大的缺陷应给予清除,较大的焊瘤缺陷也应给予磨除清理;对焊接缺陷的现行评定标准偏严,应制订和完善专门针对建筑钢结构的评定验收标准,加强对焊缝缺陷检测新方法和新设备的研究。     

肋板加强型管节点静力强度研究

在主管与支管相贯处设置肋板是提高圆钢管节点极限承载力的一种方法。本文采用有限元方法,通过对65个加强与未加强的T节点进行模拟和分析,研究了矩形肋板对节点的静力强度的影响。通过对矩形肋板的参数研究发现:在矩形肋板的长度、高度和厚度取值合适的情况下,矩形肋板能够有效地提高节点的承载力,同时给出了矩形肋板几何尺寸选取的建议。最后通过调查研究矩形肋板应力分布情况对矩形肋板进行了优化。研究发现将矩形肋板的一角按照一定的尺寸切割掉,加强节点的承载力基本不变,在实际工程中可采用将矩形肋板一角切掉的新肋板形式。