双腹板顶底角钢梁柱连接受力性能分析

建立双腹板顶底角钢梁柱连接节点的精细有限元模型,对模型进行了非线性有限元数值计算,分析了在单调荷载作用下双腹板顶底角钢梁柱连接节点的承载力、极限变形状态、破坏机理和变形状态.深入探讨了双腹板顶底角钢梁柱连接高强螺栓的预紧力,角钢与梁、柱之间的接触压力等节点组件之间的力学特性,获得试验难于测得的力学特性,为双腹板顶底角钢梁柱连接在工程中的应用提供理论依据.     

单角钢螺栓连接节点板拉剪性能研究

对某角钢塔典型节点进行足尺试验研究和有限元参数分析,考察单角钢连接节点板受拉剪时的工作性能和破坏模式.结果表明,单角钢连接节点板受拉剪时可能发生块状拉剪撕裂和受拉断裂两种破坏模式;垂直于受力方向的螺栓孔间距、顺受力方向的螺栓孔间距和节点板形状对单角钢连接节点板的极限承载力有显著的影响;偏心作用只会降低节点板的屈服破坏承载力,对其极限承载力影响甚小.通过可靠度分析,评价现有节点板设计方法用于单角钢连接节点板的适用性.     

多层钢框架顶底角钢连接节点的受力性能研究

通过拟静力试验以及有限元ALGOR程序,对顶底角钢连接节点进行了低周反复荷载作用下试验研究和有限元分析,研究了顶底角钢连接节点的破坏形式、受力性能。分析结果表明:该类节点的强度与刚度主要取决于角钢的强度与刚度,角钢厚度的不同直接影响节点的性能;该类节点具有较好的耗能性能,但强度较低。这些研究结果对顶底角钢连接节点的研究和应用提供了一定的理论基础。     

腹板双角钢梁柱连接的滞回性能

为了研究腹板双角钢梁柱连接的滞回性能,在考虑材料、几何和接触状态非线性基础上,采用三维实体单元对腹板双角钢梁柱连接进行了循环加载有限元模拟.系统研究了角钢厚度、角钢长度、与柱连接角钢肢螺栓中心线到与梁连接角钢肢背距离以及高强螺栓直径和级别等参数对连接承载能力和滞回性能的影响.有限元分析结果表明:大部分连接在循环荷载作用下表现出良好的延性,转角超过0.04 rad,抗弯强度不大,可作为铰接节点;少部分连接具有相当的抗弯能力,在结构分析中,须考虑节点抗弯强度对框架性能的影响,不能简单作为铰接处理.建议在设计时,螺栓的线距在满足构造要求同时,取最大线距值;连接在满足抗剪要求的前提下,螺栓中距和端距应取最小构造间距,以保证角钢长度取值较小.     

钢框架腹板双角钢连接梁柱子结构抗倒塌性能分析

腹板双角钢连接作为梁柱节点的一种常用连接方式大量使用于钢结构工程中,其节点的受力性能和破坏方式与钢框架的抗倒塌性能密切相关.采用显式动力准静态法分析了腹板双角钢连接梁柱子结构在大变形下的抗力机制转换及破坏模式,并通过试验结果进行了分析验证.通过对影响钢框架梁柱子结构抗倒塌性能的主要因素(梁跨高比、连接角钢厚度及节点螺栓布置)进行参数分析,获得了一些有价值的结论,为同类连接形式的钢框架结构抗倒塌分析和设计提供参考.     

RC框架外包钢节点角钢延伸的研究

本文根据对角钢在节点核心区边缘处截断的对比试件的试验，分析了不同类型节点的破坏特点、抗剪机理以及抗剪强度；证明角钢在核心区外的延伸是保证角钢销栓力的必要条件。     

新型钢框架梁柱节点滞回性能试验研究及有限元分析

通过模型节点滞回试验研究和有限元分析,探讨了一种新型钢框架梁柱耗能节点的力学性能和耗能能力。该节点是利用螺杆对角钢节点进行改善的半刚性节点,并基于控制结构损伤仅限于角钢和螺杆进行设计。6个模型节点的对比实验研究表明,试验节点因角钢塑性损伤、裂缝扩展和螺杆屈曲及疲劳断裂而出现性能退化。螺杆连接的节点转动能力和破坏模式取决于螺杆的抗疲劳断裂能力,采用良好延性螺杆的节点具有更好的耗能能力。节点有限元模型可以较好地模拟试验节点在出现明显强度退化或螺杆断裂前的滞回性能和变形模式,验证了角钢垂直度偏差引起的预应力刚化效应、角钢塑性区分布和螺杆屈曲引起的节点性能退化。最后,分析了这种新型梁柱耗能节点的优缺点,并提出了进一步改进节点和深入研究的建议。     

双腹板、顶底角钢半刚性连接节点的非线性有限元分析

用ANSYS有限元程序对双腹板、顶底角钢半刚性连接节点的非线性性能进行了理论分析,并将计算结果与试验结果进行了比较,两者吻合较好.通过对7个系列共23个双腹板、顶底角钢连接试件的有限元分析,重点探讨了连接的各类组件对节点力学性能的影响.结果表明:梁截面高度、顶底角钢厚度及与柱翼缘相连的顶底角钢螺栓间距对节点力学性能的影响较大;腹板角钢厚度对节点力学性能有一定的影响;柱腹板水平加劲肋、柱截面高度和螺栓直径对节点力学性能的影响较小.双腹板、顶底角钢连接梁柱节点属于典型的半刚性连接节点,建议在设计中考虑其对结构受力性能的影响.     

构件并联法加固输电塔的试验研究及设计建议

输电塔易由于荷载过大、断线冲击或覆冰舞动而发生损伤和破坏.针对角钢塔的结构特点,在其原构件的侧面通过连接板及螺栓并联一根新的同规格角钢,以提高结构的承载力.对十字型、Z字型和T字型三种截面形式加固构件的承载性能进行了数值分析和试验研究,考虑了二次受力的影响,研究了加固构件的破坏过程、破坏模式和极限荷载,与单角钢构件的承载性能进行了对比分析,结果表明加固后新构件的承载力明显提高.借鉴钢结构加固技术规范,建议了加固构件稳定性设计计算公式,确定了加固折减系数的取值.     

钢结构节点角钢连接计算

根据目前钢结构设计中常用的中国和美国规范,并结合实际工程设计特点,分析了钢结构节点角钢连接的设计方法,并编制了设计计算的计算机软件.该计算机软件在输入简单参数后能自动完成螺栓数量的计算、角钢型号的选择以及角钢长度的确定等.计算方法和程序已在工程实际中应用,计算结果准确合理,具有较高的实际应用价值.     

带腹板双角钢的顶底角钢半刚性连接静力性能研究

考虑几何、材料、接触非线性,对带腹板双角钢的顶底角钢连接这种典型的半刚性连接在静载作用下的受力性能进行研究.采用有限元软件ANSYS对主要构件的顶底角钢、腹板角钢、高强螺栓、梁柱建立有限元模型进行三维非线性有限元模拟,分析节点应力分布、塑性发展、变形特性、接触摩擦状态以及破坏模式,得到M-θ曲线、极限弯矩承载力、初始连接刚度等连接性能数据,探讨了此类节点连接的主要受力性能.     

顶底角钢连接初始刚度的分析和研究

初始连接刚度在节点刚度分类和钢结构地震分析中占有很重要的地位，因此研究连接的初始刚度很有现实意义。首先从理论上探讨了顶底角钢连接初始刚度的计算方法，建立了有关连接初始刚度的半经验半理论计算公式。为了验证此公式，进行了2个顶底角钢梁柱连接节点原型试件在往复荷栽作用下的实验研究，得到了顶底角钢梁柱连接的连接刚度，分析了影响连接刚度的主要因素。最后，对理论计算公式得到的结果和试验结果进行了对比，结果表明：此公式误差较小，具有一定的工程参考价值。     

异形钢管混凝土组合柱-钢梁顶底角钢连接节点抗震性能研究

为研究异形钢管混凝土组合柱-钢梁顶底角钢连接节点的抗震性能,对节点试件进行低周往复荷载试验及ANSYS非线性有限元分析.结果表明:破坏源于节点区钢梁翼缘屈曲,顶底角钢屈服形成塑性铰,节点产生大转动变形;各试件滞回曲线较为饱满,呈倒“S”形,延性系数均大于2.55,节点具有较好的耗能能力;角钢厚度、高强螺栓直径对节点承载力和变形能力影响显著,增大角钢厚度及高强螺栓直径,节点延性系数略有降低,但极限承载力明显提高;有限元节点应力分布及破坏特征与试验现象基本一致,屈服承载力、极限承载力有限元计算值与试验值吻合较好;轴压比对节点抗震性能影响较小,相较于螺栓性能等级,钢材强度等级对节点刚度及承载力影响更为显著.     

角钢锚筋预埋件承载力试验研究

对大型钢筋混凝土结构中受弯剪作用的角钢锚筋预埋件进行了试验研究，分析了角钢锚筋的应力分布及挡板的重要作用。试验及计算表明：角钢锚筋预埋件的设计承载力可按文献[3]公式计算，但计算系数a1和ab时需将钢筋直径d用角钢回转半径i替换。试验结果还表明：角钢锚筋预埋件极限承载力是设计承载力的2倍。     

钢结构节点角钢连接计算

根据目前钢结构设计中常用的中国和美国规范，并结合实际工作设计特点，分析了钢结构节点角钢连接的设计方法，并编制了设计计算的计算机软件，该计算机软件在输入简单参数后能自动完成螺栓数量的计算、角钢型号的选择以及角钢长度的确定等，计算方法和程序已在工程实际中应用，计算结果准确合理，具有较高的实际应用价值。     

冷弯薄壁型钢墙体-楼板节点抗震性能试验研究

开展考虑不同构造、轴压比、墙架柱截面类型及覆板蒙皮作用的7个试件的抗震试验,可得如下结论. 1）覆板后节点破坏由墙-楼板连接处的自攻螺钉失效导致,防止该区域的自攻螺钉失效是连接成败的关键. 2）覆板后规程推荐节点承载力、耗能能力明显提高,但受截面高度、轴压比的影响均较大. 3）覆板后角钢加强型节点承载力及耗能能力均降低,且受截面高度的影响大;2 mm 厚角钢试件在加载初期发生两肢间夹角的拉大与减小,破坏时螺钉全部从墙架柱拉脱;4 mm 厚角钢试件楼层梁与角钢间的自攻螺钉过早发生失效,造成角钢厚度增加,承载力降低. 4）获得节点的恢复力骨架曲线特征值,为结构基于简化力学模型抗震计算提供基础数据.     

输电塔单双角钢过渡节点计算方法

为有效提高结构承载性能,在输电塔单肢角钢主材的下部采用组合双角钢的方法,依托输电线路实际工程,选取输电塔中5个典型的单双角钢过渡节点,利用ABAQUS软件建立精细化有限元模型,通过数值模拟分析过渡节点的传力机理和承载力特性,开展不同偏心距的过渡节点受力分析,提出考虑弯矩调整系数和弯矩强化系数为主要控制参数的水平板厚度计...     

高强大规格等边角钢轴压承载力研究

进行了19个长细比λ=30～90的Q420 L220 mm×20 mm角钢试件的轴压试验研究.结果表明:此类构件在长细比λ＞45时,以弯曲失稳破坏为主;长细比λ≤45时,以弯扭失稳为主.研究了现行钢结构规范中防止局部屈曲宽厚比限值公式和计算弯扭失稳的换算长细比取值公式的适用性.采用逆算单元长度法得到了大规格等边角钢的柱子曲线,研究了此类构件与普通规格等边角钢的差异以及肢厚、肢宽和钢材强度等对柱子曲线的影响.提出了高强大规格等边角钢轴压构件的承载力计算方法.并且研究了高强大规格等边角钢两端偏心受压的柱子曲线,给出了长细比修正系数的建议公式.     

不同跨度比下腹板双角钢连接抗倒塌性能研究

以腹板双角钢连接的3个不同跨度比（1:0.6, 1:1.0, 1:1.4）两跨三柱型钢框架梁柱子结构为研究对象,通过单调静力加载试验和数值分析探究了其在连续倒塌条件下的破坏模式、力学形态、抗力机制和节点失效机理。结果表明,试件破坏均为失效柱与梁相连的两侧角钢因受拉发生断裂,且梁轴力、梁端节点转角以及角钢尺寸等是影响角钢肢断裂破坏的主要因素。3个试件具有相似的变形形态和破坏模式,其荷载峰值接近,但峰值荷载对应的失效柱水平位移随跨度比的增大而依次减小。对不等跨试件,变形较大时梁柱子结构因短梁梁端转角远大于长梁,使得内力重分布时线刚度较大的短梁将承担较多的水平荷载而先发生破坏。3个试件的抗力机制发展过程均可划分为梁机制与悬链线机制的混合阶段和悬链线机制阶段,且悬链线机制的充分发挥需要梁柱间具有可靠的拉结力。     

面向对象工程规范计算软件的架构与实现

为了找出关键节点的计算方法,实现节点的快速计算,以单双角钢变换节点为算例,建立相应的力学模型;通过理论推导,得到水平连接板厚的计算方法及节点载荷的传递系数。利用Visual Basic.Net编程语言将理论推导得到的计算方法编写成计算程序,完成单双角钢变换节点的快速计算;并通过APDL语言建立节点的有限元模型,结合Visual Basic.Net形成有限元接口程序,实现节点的快速校核。参照单双角钢变换节点计算校核程序的编制思路,提出一种铁塔关键节点计算校核程序的实现方法,形成了铁塔关键节点计算分析软件。计算结果表明:节点的计算效率提高了90%。