门式钢管脚手架稳定承载力的有限元分析

为了对新型门式钢管脚手架的承载性能有充分的认识,保证其安全性,提出较准确的有限元分析模型以供参考。本文在对由两种新型门架(MF0817、MF1017)组成的三步六跨门式钢管脚手架承载性能进行试验研究并将其简化为平面框架进行稳定计算的基础上,应用有限元分析软件ANSYS对3组脚手架试验方案进行数值模拟计算,包括特征值屈曲分析以及考虑构件的初始缺陷和结构的几何非线性的极限承载力分析,并将有限元分析结果与试验结果及解析解进行对比。分析结果表明,构件的初始缺陷对脚手架的稳定承载力影响较大,有限元分析结果与试验研究结果吻合较好,本文所建的有限元模型能较真实地反映结构实际受力情况。     

门式钢管脚手架承载力的稳定理论分析

对脚手架这种临时结构重要性的忽视以及对新型脚手架的性能研究不够,是导致脚手架倒塌事故频发的主要原因之一.为了对新型门式钢管脚手架的承载性能有充分的认识,保证其安全性,保护国家财产和人民生命安全,有必要对新型门式钢管脚手架进行科学的试验研究和理论分析,为其推广提供一定的理论参考.本文在对由两种新型门架(MF0817,MF1017)组成的三步六跨门式钢管脚手架受力性能进行试验研究的基础上,利用钢框架稳定分析理论,考虑半刚性节点作用,修正转角位移方程,对三组不同搭设情况下的脚手架承载力进行稳定理论分析,推出了门式钢管脚手架在不同搭设情况下的立杆计算长度系数的计算公式,分析结果表明立杆杆端约束条件对结果影响较大,可利用转角位移法求得反映脚手架中其他杆件对立杆约束程度的计算长度系数,并将理论分析结果与相应的试验值比较,验证了理论分析方法的正确性.     

合肥新桥国际机场航站楼转换节点模型承载性能有限元分析

为得到合肥新桥国际机场航站楼钢结构屋盖中转换节点构件的承载性能,以转换节点部分为重点研究对象,采用千斤顶单拉和单压加载的方式,进行了两个转换节点模型的试验研究.本文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.有限元计算有效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.缩尺构件为焊缝断裂的脆性破坏,足尺模型为钢管的压屈破坏,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,发现转换节点构件对于局部的初始缺陷不敏感.通过试验模型的有限元分析,与试验数据相互验证,为设计提供了理论依据.     

门式钢管脚手架稳定承载力影响因素分析

为了对新型门式钢管脚手架的承载性能有充分的认识,保证其安全性,本文根据试验研究和理论分析的结果,应用有限元分析软件ANSYS对门式钢管脚手架稳定承载力的影响因素进行了分析,包括对不同立杆连接节点刚度下脚手架稳定承载力变化规律的分析,以及水平加固杆、扫地杆、封口杆、连墙件和交叉支撑的设置对脚手架稳定性影响的分析.分析结果表明,脚手架承载力随立杆连接节点刚度的增加而增加,节点刚接时承载力有显著提高,水平加固杆、扫地杆、封口杆及交叉支撑的设置对脚手架承载力的影响非常大,连墙件的竖向间距对脚手架承载力亦有一定影响.脚手架在设计计算中应考虑半刚性节点连接刚度的影响,在实际搭设中应确保节点连接可靠,重视水平加固杆的作用及脚手架结构的空间整体刚度,按规定合理设置扫地杆、封口杆,严格按规范要求在门架内外两侧设置交叉支撑.     

钢管混凝土构件不同缺陷率注浆补强前后承载能力试验研究

为了研究注浆补强对存在缺陷的钢管混凝土构件轴压承载性能的影响,进行了无缺陷、有缺陷未补强、有缺陷补强三种工况的钢管混凝土构件轴压试验,得到了不同缺陷类型和补强前后钢管混凝土构件承载力随轴向变形的变化曲线。研究结果表明:缺陷对钢管混凝土构件的承载性能影响较大,缺陷率越大,钢管混凝土构件的承载力越低,缺陷率相同时,边缘缺陷钢管混凝土构件的承载力损失大于中心缺陷钢管混凝土构件的;采取注浆补强措施后,钢管混凝土构件的承载力可得到恢复,但相对于无缺陷构件,缺陷补强钢管混凝土构件的承载力仍存在不同程度的降低。在试验结果的基础上,提出了缺陷(未补强及补强)钢管混凝土构件的轴压承载力计算式,其计算结果与实测值吻合良好。     

拱型门式钢管脚手架整体稳定性试验研究

针对新型拱型门式钢管脚手架在东南沿海地区的广泛应用现象,本文以MF0817型门式钢管架为例,进行了五组整体承载力试验,分析该型号门式脚手架的结构性能。通过对连墙件、脚手板、交叉支撑和水平拉杆等构配件的不同参数设置,研究构配件对门式脚手架极限承载力和失稳模式的影响,为工程应用和推广提供指导建议。     

合肥新桥国际机场航站楼箱形曲梁承载性能分析北大核心CSCD

为得到合肥新桥国际机场航站楼钢结构屋盖中箱形曲梁构件的承载性能,以箱形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个箱形曲梁模型的试验研究。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,有限元计算有效地模拟了试验构件的承载性能,试验结果和有限元结果吻合较好,证明了设计的合理性和安全性。试验得到了不同面外支撑对构件承载性能的影响。通过施加大小不同的初始缺陷,分析了初始缺陷对于转换节点构件承载性能的影响。试验模型的有限元分析与试验数据相互验证,为设计提供了理论依据。     

扣件式脚手架用钢管稳定系数研究

当前,在计算脚手架用钢管稳定承载力时,轴心受压构件稳定系数大多仍沿用GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的取值。资料表明,脚手架与GB 50018—2002计算中考虑的缺陷和截面存在差异。通过分析国内外相关规范中稳定系数φ取值,依照规范中综合缺陷数学模式,考虑48×3.5钢管的截面特性和实际几何缺陷,提出稳定系数φ修订意见。根据试验所测得结构稳定承载力,对初始弯曲和稳定系数φ的取值进行研究,并给出建议值。     

扣件式钢管满堂脚手架ANSYS受力性能分析

通过对扣件式钢管满堂脚手架在不同剪刀撑搭设方案、不同扫地杆布设方案、考虑初始缺陷、节点刚度变化、钢管壁厚变化等情况进行ANSYS有限元分析,计算其对脚手架稳定承载力的影响.结果表明,与水平剪刀撑相比,竖向剪刀撑尤其重要;如果不搭设扫地杆或只搭设一个方向,承载力会严重下降,因此为保证扣件式钢管满堂脚手架稳定性,尽量搭设纵横向扫地杆.     

斜杆轴向刚度对承插型盘扣式钢管支架稳定承载力的影响

为研究斜杆对承插型盘扣式钢管支架稳定承载力的影响,对2种工况架体进行荷载试验,得到极限稳定承载力及荷载-侧移曲线。采用有限元软件ANSYS对试验架体建立三维杆系有限元模型,考虑材料弹塑性及几何初始缺陷,进行非线性屈曲分析。通过改变斜杆轴向刚度对试验架体结构进行参数分析,得到与试验结果较吻合的数值分析模型。试验和数值分析结果表明:斜杆轴向刚度对架体结构稳定承载力影响较大,斜杆轴向刚度折减系数取0. 03时,有限元数值分析结果与试验结果吻合性较好。     

大跨度张弦式管梁研究

大跨度预应力张弦式管梁是运输管道跨越江河或沟堑的一种新型结构形式，其跨度可达100。150m。以一榀100m跨预应力张弦式管梁为原型，设计了1：15缩尺模型，在国内首次开展了张弦式管梁在预应力张拉阶段、正常使用阶段以及承载力极限阶段的受力全过程试验研究。基于ANSYS对试验全过程进行了非线性有限元模拟，并结合一致缺陷模态法与柱面弧长法，进行了同时考虑初始几何缺陷与几何非线性的屈曲分析。试验研究与有限元分析表明：半跨荷载对预应力张弦式管梁较为不利，结构整体变形与上弦应力增长较为迅速；结构对平面外的几何缺陷较为敏感，半跨荷载下的屈曲临界荷载较全跨荷载作用时稍低；结构具有可靠的稳定性与较大的安全储备，极限承载力达设计荷载的2．68倍；有限元计算值与试验结果吻合良好，表明本文采用的非线性有限元分析方法能较好地实现对预应力张弦式管梁受力全过程的模拟。最后，基于瑞利一里兹法推导了预应力张弦式管梁在弹性与弹塑性状态下的变形与内力计算公式。     

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。     

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。     

型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架节点受力性能非线性分析

在型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架节点拟静力试验基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了组合框架节点的数值计算模型,对该组合框架节点在水平荷载作用下的受力非线性行为进行了有限元分析,获取了组合框架节点的破坏过程、破坏形态、应力云图、荷载-位移曲线及荷载特征值,并对节点的承载力计算值与试验值进行了比较,验证了有限元计算模型的合理性,进而分析了有限元拓展参数对组合框架节点受力性能的影响规律。结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合较好,该有限元模型能较好地模拟该组合框架节点在水平荷载作用下的受力性能;另外,提高再生混凝土强度或者箍筋强度对组合框架节点的抗剪承载力是有利的,但节点的延性变形能力有所降低;组合框架节点的抗剪承载力随着型钢强度的提高而显著增加,但节点的变形能力变化不大;增加体积配箍率或型钢配钢率可以明显提高组合框架节点的抗剪承载力和变形能力。     

Elastic stability analysis of cold-formed pallet rack structures with semi-rigid connections

This paper describe the three dimensional finite element modeling and elastic buckling analysis of single 2-D and 3-D frame (with semi-rigid connection) of conventional pallet racking system. Results from experimental study, effective length approach given by Rack Manufacturer's Institute (RMI) and finite element analysis of single 2-D frames of cold-formed steel pallet racking are compared. Finite element model used for single 2-D frame is further extended for 3-D frames with semi- rigid connection and results of these 3-D frames are also presented in the paper. Finite element analysis carried out on conventional pallet racks using the finite element program ANSYS with the 18 types of developed column sections. The principal aims were to find out the linear buckling load of single 2-D frames and to ascertain stability of 3-D frames of conventional pallet racking systems, made up of cold-formed sections with semi-rigid connection. Investigation into stability analysis of frames used in pallet rack structures by both experimental and finite element methods have shown that stiffening of the open upright sections using the spacer bar, channel and hat as external stiffeners will considerably increase the load carrying capacity of the frames.     

Research on mechanical behavior of prefabricated steelframe columns using high-strength bolted flangeconnection with tapping steel plate

为了研究多高层装配式钢框架结构体系方钢管柱采用钢板攻丝高强螺栓法兰连接节点的受力性能,进行了钢柱法兰连接节点的足尺模型静力和拟静力试验,分析了这类节点的承载力、失效模式以及在单向水平地震作用下的滞回性能。试验研究表明：试件在静力试验中表现出较强的承载能力,失效模式为短柱受压侧屈服;试件在拟静力试验中得到的滞回曲线比较饱满,试件延性较好,耗能性能优良,失效模式为短柱受压屈服。对这类钢柱法兰节点的受力性能进行了有限元数值模拟分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好。通过比较节点刚接模型及栓接模型的有限元分析结果,从设计角度考虑,认为该类节点在实际工程应用中可视为等效刚性连接。     

扣件式钢管高大模板支架整体稳定试验研究

通过扣件式钢管高大模板支架试验结果和有限元计算对比,表明用取值在一定范围的广义假想水平力来模拟支架的广义初始缺陷是合理的.而且,在计算广义初始缺陷对架体稳定承载力影响时,可采取在各横杆和立杆的连接点处施加广义假想水平力来模拟广义初始缺陷.综合试验结果和有限元计算对比分析,可得出:随着初始缺陷的增加,支模架的稳定承载力不断降低,且下降趋势较明显,因此要严格按相关规范进行施工,控制好支架的初始缺陷,是保证支架稳定的关键.     

液压步进式升降脚手架稳定性的有限元分析

利用有限元软件(ANYSY)建立了液压步进式升降脚手架(YS371型)架体结构系统的有限元模型,并对其在使用工况下的架体稳定性进行了研究。通过考虑材料和几何非线性,对结构施加初始竖向几何位移缺陷,采用逐步加载的弹塑性分析方法得到了架体的极限承载力,为脚手架的安全施工提供了有效的依据。     

新型榫卯钢结构梁柱边节点承载力试验及有限元分析

提出了一种方钢管混凝土柱与外包U形钢混凝土组合梁的梁柱边节点连接形式,即新型榫卯钢结构梁柱边节点。为研究该节点的承载能力以及破坏模式,开展了2个边节点的单调静力承载试验。试验使用几何可变框架进行柱端加载,并利用ABAQUS有限元软件对试件进行分析。结果表明:各个试件的破坏主要集中于贯穿槽钢与钢管柱的焊缝,该类组合节点具有较高的承载能力和延性;有限元理论分析与试验结果吻合良好,验证了理论分析的正确性。     

脚手架立杆套管接长下轴压稳定性研究

为研究脚手架立杆套管接长下轴压稳定性能,对30根套管接长立杆进行了轴压试验,并对影响其稳定承载力的5个影响因素进行了有限元分析.研究结果表明:增加套管长度可以提高套管接长立杆承载力;当立杆长细比较大时,套管接长后具有较大初始缺陷,为此,建议长细比不宜大于135;脚手架立杆套管接长后受力性能与不接长立杆存在较大差异,其初...