扣件式钢管模板支架节点半刚性连接机制试验研究

为提高扣件式钢管模板支架搭设的安全性,对直角扣件节点的半刚性连接机制进行了试验研究。试验以盖板螺栓紧固扭矩为主要研究参数,并考虑制作工艺可能造成扣件性能离散的因素,完成了5个层次共60个试件的试验工作,系统性地获得了扣件式钢管模板支架节点半刚性连接机制的性能数据。     

基于位移反分析理论的扣件式钢管支架节点刚度整架试验研究

扣件式钢管支架节点扣件螺栓连接是一种典型的半刚性连接,扣件螺栓连接节点刚度大小与扣件螺栓拧紧力矩的大小有直接关系。基于目标参数位移测量反分析理论,区别于常规的单个扣件节点抗弯刚度试验,设计了新型整架抗侧移试验。试验得出支架结构节点侧移与架体顶部水平力大小之间的关系。建立试验架体有限元分析模型,结合试验测量数据,对支架结构节点刚度进行反分析计算,得出了考虑整架搭设构造因素的节点转动刚度系数,可为整架极限承载力计算分析提供可靠的关键力学性能参数。     

扣件式钢管模板支架节点半刚性模型研究

在分析以往研究成果的基础上,提出一种更为量化的直角扣件及旋转扣件节点半刚性模型。在考虑初始缺陷及扣件半刚性性质条件下,对几种构造形式的扣件式钢管模板支架进行有限元分析,比较相关文献中的原型试验结果与采用提出的节点半刚性模型的有限元分析结果,探究计算长度系数法下的允许承载力能否进行非线性二阶分析。分析结果表明:所提出的扣件节点半刚性模型合理可靠,可以推广应用到扣件式钢管模板支架的设计和计算中。     

轮扣式钢管支模架节点连接性能试验研究

设计轮扣式钢管支模架节点半刚性水平力加载试验。选用3组试件,通过对试验现象和所得数据的分析及与扣件式钢管脚手架节点刚度的对比分析,得到结论:轮扣式钢管脚手架节点具有典型的半刚性连接特性,轮扣式钢管脚手架节点的半刚性受不同搭设间距的影响较小;当节点弯矩在控制弯矩的20%以下时,节点的初始连接刚度变化波动略大;当超过20%时,节点连接刚度曲线趋于稳定一致;得到的3组试件节点的连接刚度相当于扣件式钢管脚手架在扣件拧紧力矩40 N.m时的连接刚度。轮扣式钢管脚手架连接稳定性好,搭设质量优于传统的扣件式钢管脚手架。     

扣件式模板支架立杆的计算长度系数取值研究

针对模板支架扣件连接节点的半刚性特点,对直角扣件抗扭刚度进行试验研究,得到初始扭转刚度Rk与直角扣件螺栓拧紧力矩T的关系式和在螺栓拧紧力矩T=40 N.m时,模板支架节点M-θ的二参数对数非线性模型。提出模板支架计算长度系数应考虑节点半刚性并基于有侧移框架理论进行计算,将得到的结果与整架稳定承载力试验得到的计算长度系数相对比,得出考虑节点半刚性按照有侧移框架理论对模板支架进行设计是安全合理的,为相关规范(规程)的制定打下良好的理论基础。     

扣件式钢管满堂脚手架承载力验算方法

扣件式钢管满堂脚手架由于其分析设计理论多以经验为主,缺乏理论依据,导致其坍塌事故时有发生。结合3个扣件式钢管满堂脚手架足尺破坏试验的试验现象和试验数据,得出其主要破坏模式,并基于此确定了扣件式满堂脚手架的主要计算内容。然后考虑直角扣件的半刚性,基于部分侧移半刚性假定,建立顶层受力水平杆抗弯承载力、立杆受压稳定承载力以及节点抗滑和极限承载力等关键受力构件和节点的计算方法。并将计算得到的承载力与试验结果对比,验证了此方法的可靠性,从而保证了此方法可在工程中推广使用。     

节点半刚性对扣件式钢管模板支架稳定承载力的影响分析

通过扣件节点半刚性试验,得到节点扭转刚度Rk与直角扣件螺栓拧紧力矩T的关系式。研究表明:在考虑扣件节点扭转刚度的前提下,采用SAP 2000有限元软件建立支架模型,并在模型的每个节点上施加稳定承载力0.1%的等效假想水平力用来模拟架体的初始缺陷,可以精确地验算架体的稳定承载力。对比计算结果和试验结果发现:考虑扣件节点的半刚性是精确计算模板支架稳定承载力的前提。同时,当扣件拧紧力矩小于30 N.m时,支架稳定承载力呈明显下降趋势。因此,在施工过程中,应对扣件的扭紧力矩进行严格检验。     

扣件式钢管脚手架计算模型讨论与思考

扣件式钢管脚手架是目前国内建筑施工中使用最广的脚手架形式。对比了钢管脚手架现有的几种计算模型,认为半刚性节点模型最能反映扣件连接的特点,但应该同时考虑对其他因素的影响,开展进行更多的钢管脚手架的稳定承载力试验,以对该计算模型进行检验和修正。     

方钢管混凝土柱-钢梁半刚性节点试验研究

当前,方钢管混凝土柱-钢梁半刚性节点的应用越来越广泛,但国内对这种半刚性节点受力性能的认识还很不完善。通过4组方钢管混凝土柱-钢梁长螺栓式半刚性节点在低周往复荷载下受力性能的试验,探究此类节点的受力机理和破坏形态。通过对4组试验滞回曲线、刚度退化、延性与耗能指标的分析得出此种节点有良好的耗能性能,可为钢结构节点设计提供一些参考和借鉴。     

扣件式钢管支模架稳定承载能力研究

在直角扣件抗扭刚度试验基础上,考虑扣件连接的半刚性,建立了扣件式钢管支模架稳定承载能力分析的三维有限元模型。采用线性屈曲和非线性屈曲分析方法计算支模架的稳定承载力,结果表明线性屈曲所得的稳定承载力要大于非线性稳定计算结果,尤其是在有初始缺陷时由线性屈曲所得的稳定承载力是不尽合理的。然后采用非线性屈曲方法,计算了不同搭设变量下的稳定承载力,并表示为工程上常用的计算长度系数。对稳定承载力的影响因素进行了分析,指出支模架的初始缺陷、扣件半刚性对支模架稳定承载力的影响比较显著,扣件螺栓拧紧力矩定为40N.m是经济合理的。本文的研究成果可作为扣件式钢管支模架稳定性设计的依据。     

脚手架稳定承载力影响因素的有限元分析

采用ANSYS软件对扣件式钢管模板支架进行了有限元模拟,分析了考虑扣件式节点为刚接节点、铰接节点和半刚性节点对模板支架特征值屈曲承载力的影响;并分析了立杆步距、立杆间距、剪刀撑等因素对支架特征值承载力的影响。     

直角扣件钢管节点抗滑本构关系研究

进行了10个直角扣件连接节点的抗滑移试验研究,试验参数主要有:拧紧扭力矩的大小、新旧扣件的差异等.试验结果表明:螺栓的拧紧扭力矩对节点抗滑的初始刚度有较大影响;旧扣件在抗滑初始刚度上并不低于新扣件,但在后期刚度和承载力上却发生较大幅度降低.在试验基础上,采用Matlab软件,对试验结果进行回归分析,得到直角扣件钢管节点...     

方钢管混凝土柱穿芯螺栓端板节点性能的非线性有限元分析

用ANSYS有限元程序对方钢管混凝土柱一钢梁穿芯螺栓端板半刚性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6个系列共13个方钢管混凝土柱一钢梁穿芯螺栓端板连接试件的非线性有限元分析,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：端板加劲肋和高强螺栓预应力对节点力学性能有较明显的影响,端板厚度和轴压比对节点力学性能有一定的影响,螺栓直径及排列间距对节点力学性能的影响较小。     

钢管杆方形法兰受弯性能试验研究与有限元分析

为研究双杆输电钢管杆中方形刚性法兰的受力性能,对2组6个方形刚性法兰试件进行了静力加载试验,并对方形法兰节点进行了非线性有限元分析。对法兰板、肋板及螺栓的受力分析结果表明,试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。参考现行规范中圆形刚性法兰的设计方法,设计方形刚性法兰的法兰板和肋板是安全的,但计算方形法兰节点的螺栓受力则偏于不安全,螺栓实际受力为拉弯应力状态。法兰板刚度不均匀会导致个别螺栓受力过大,推荐采用切角形法兰板和在钢管上下翼缘板中间布置通长外肋的方式来减小螺栓受力的不均匀性。提出以第2排螺栓中心连线作为方形刚性法兰在弯矩作用下的旋转轴,此时最大受拉螺栓轴力较现行规范计算结果增大20%,与试验和有限元分析结果接近。     

基于ANSYS的扣件式钢管高支撑架计算分析

因模板高支架垮塌导致的安全事故频频发生,为了解实际工况可能出现的各种因素对扣件式钢管高支撑架受力的影响,本文基于ANSYS有限元计算方法对扣件式钢管模板高支撑架进行了模拟,比较了刚性节点与半刚性节点模型的计算结果,计算和分析了诱发荷载、水平和竖直剪刀撑、扭矩和不均匀沉降四种因素对模板高支撑架的不利影响,得出了一些在搭设和使用模板高支撑架时应给予重视的分析结论.     

方钢管混凝土-钢梁半刚性节点抗弯性能分析

半刚性节点由于其优越的受力性能,得到国内外研究者的广泛关注。提出一种采用角钢连接的方钢管混凝土柱和钢梁的新型半刚性节点形式,并通过与欧洲规范EC 3对比,确定新型节点属于半刚性连接。提取节点螺栓群在不同参数下的剪力和弯矩,分析节点在荷载作用下承担弯矩和剪力的主要机制。通过分析,给出连接板处螺栓承担节点竖向剪力的百分比,以及角钢连接处螺栓承担弯矩的百分比。     

钢管脚手架直角扣件刚度的数值模拟分析及试验研究

多起脚手架事故引起了大家对直角扣件刚度特性的重视。在钢结构框架理论中梁柱节点刚度分析方法的基础上,结合脚手架规程的修编工作,提出将节点弯矩-转角曲线(M*-θ*)分区的方法对节点刚度判定的准则。研究半刚性连接特性及其临界值判断标准。提出对扣件新国标(GB 15831—2006)中直角扣件转动刚度测量方法修正后的试验方案。建立扣件的三维有限元模型,对直角扣件的转动刚度进行有限元数值模拟分析和试验研究,得出扣件转动刚度与扣件螺栓拧紧程度两者之间的关系,并对直角扣件的刚度性质进行判定。提出直角扣件刚度调整系数μ,以模拟实际工程中的直角扣件由于多次反复使用及表面磨损等多种因素而产生的转动刚度降低的关键结构特性。所得结果可以更准确地计算直角扣件转动刚度和脚手架承载能力,从而保证脚手架的使用安全。     

半刚性螺栓球节点空间网壳结构受力性能研究

空间结构中常用的节点多数都是介于刚接和铰接之间的一种半刚性节点。国内对用于空间结构中的半刚性节点以及半刚性节点网壳的研究目前还比较少。基于半刚性节点的试验研究,得到了螺栓球半刚性节点在弯矩荷载和压弯荷载共同作用下的弯矩-转角曲线。利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立了用于空间半刚性网壳结构的有限元分析模型。最后,将由试验得到的节点的弯曲刚度带入半刚性凯威特单层网壳的数值模型中,考虑几何参数和节点刚度对半刚性网壳稳定性的影响,展开了大规模的弹塑性全过程分析,通过系统的参数分析,较为全面地掌握了半刚性单层网壳的稳定性能,并进一步总结得出了螺栓球半刚性节点单层球面网壳的稳定承载力公式。     

双排扣件式钢管脚手架的可靠度分析

针对脚手架倒塌事故时有发生的现象,使用ANSYS有限元分析软件建立计算模型,并考虑扣件连接的节点半刚性,然后采用蒙特卡罗方法对一个双排扣件式钢管脚手架工程实例进行了可靠度分析,得出一些有意义的结论可供设计与施工参考。     

半刚性连接钢管混凝土框架动力特性的非线性有限元分析

应用有限元软件ABAQUS建立半刚性连接的钢管混凝土平面框架模型,采用SPRING2单元模拟半刚性节点,节点采用具有半刚性特性的不同弯矩-转角曲线作为约束条件。对比了2层两跨半刚性框架试验的荷载-位移模拟曲线和试验曲线进行模型验证。基于验证结果,对一典型6层三跨半刚性连接的钢管混凝土框架进行了模拟,分析不同连接刚度条件对钢管混凝土组合框架的抗震性能影响。结果表明:半刚性连接对钢管混凝土框架结构的抗震性能影响显著。相对于刚接,采用半刚性连接时,钢管混凝土框架结构底层剪力明显减小,低阶振型的自振周期增大,结构动力响应变化很大。