承受弯矩大直径空间相贯节点足尺模型试验与设计研究

结合贵阳奥体中心主体育场钢结构工程,对承受弯矩的大直径钢管相贯节点进行了足尺模型极限承载力破坏试验。对节点试验过程和破坏现象进行了深入研究,分析了各加载阶段相贯节点的应力分布情况及整个加载过程塑性区的发展过程,结合有限元分析对空间相贯节点破坏机理进行分析研究,得出了此类节点的破坏模式,并对该类型钢管相贯节点破坏判定准则进行探讨。通过模型试验来研究承受弯矩大直径相贯节点的设计承载力,并分别与规范计算结果和有限元计算结果进行对比分析,提出设计建议,为有关规范的修改及工程设计提供参考。应用有限元计算方法研究腹杆偏心产生弯矩对空间相贯节点承载力的影响,对工程实际中经常发生的施工偏差情况下节点的安全性判断提出了建议。     

主支管截面高度比大的矩形钢管偏心相贯节点平面外抗弯承载力

通过有限元计算获得支主截面高度比(简称高度比)不小于0. 9的十字形矩形钢管偏心相贯节点的平面外抗弯承载力,并利用参数分析和回归分析,建立高度比不小于0. 95、基于"主管侧壁挤压屈曲"破坏模式的矩形钢管偏心相贯节点的平面外抗弯承载力计算式。结果表明:前文基于"主管表面屈服"破坏模式的偏心相贯节点抗弯承载力计算式的高度比适用范围可从0. 85推广至0. 9,所提出的计算式适用于高度比为0. 95～1. 0的偏心相贯节点的抗弯承载力,对于高度比为0. 9～0. 95的节点,建议取两个节点承载力计算式的较小值。     

钢管相贯节点疑难问题分析及对策探讨

简述钢管相贯节点的基本类型,揭示目前对于钢管相贯节点极限承载力研究中存在的5个较为常见的疑难问题:钢管节点刚度假定、极限承载力的确定、有限元单元类型的选取、有限元模型约束的模拟和考虑弦杆荷载的规范公式的使用。通过分析,总结了这5个常见疑难问题的解决对策,供相关研究和设计人员参考。     

钢管相贯节点疑难问题分析及对策探讨

简述钢管相贯节点的基本类型,揭示目前对于钢管相贯节点极限承载力研究中存在的5个较为常见的疑难问题:钢管节点刚度假定、极限承载力的确定、有限元单元类型的选取、有限元模型约束的模拟和考虑弦杆荷载的规范公式的使用.通过分析,总结了这5个常见疑难问题的解决对策,供相关研究和设计人员参考.     

弦杆受拉大直径空间相贯节点足尺模型试验与设计研究

以贵阳奥体中心主体育场工程为背景,针对空间钢管桁架屋盖受拉上弦相贯节点,进行足尺节点极限承载力破坏试验。对节点试验过程和破坏现象进行了深入研究,分析了各加载阶段相贯节点的应力分布情况及整个加载过程塑性区的开展过程,结合有限元分析对空间相贯节点破坏机理进行分析研究,并应用有限元软件模拟试验加载过程进行非线性计算,分析节点破坏准则。按提出的节点设计承载力准则判定节点设计承载力,并与规范计算值进行比较。针对规范主弦杆受拉则不考虑主弦杆轴力变化对节点承载力的影响,进行主弦杆轴力变化对节点承载力影响的非线性有限元分析,并与规范计算值比较。研究表明,无论支弦杆受拉或受压,随主弦杆拉力的增加,节点承载力逐渐降低。     

钢管混凝土叠合柱偏心受压承载力的计算方法

介绍了13根钢管混凝土叠合柱短柱(长细比4.67)的偏心受压试验结果,研究结果表明:钢管混凝土叠合柱偏心受压短柱正截面的破坏类型分为大偏心和小偏心受压破坏两种,以受拉区钢筋达到屈服强度,同时混凝土受压边缘达到极限压应变为界限破坏准则,同时其N-M具有抛物线的相关关系;叠合柱横截面应变符合平截面分布,不论偏心距大小,受压钢筋屈服总是先于受压区混凝土压碎。与试验结果相比,现行规程大幅度(51%~77.4%)低估了叠合柱偏心受压承载力。基于试验采用截面极限平衡理论提出了叠合柱偏心受压短柱的正截面承载力公式,公式形式简单,与我国现行的规范体系相协调,计算结果与试验结果吻合良好。     

钢管相贯K型节点焊接残余应力的数值模拟与试验分析

钢管相贯焊接节点是空间钢管桁架的常见连接方式,为了深入研究钢管相贯节点的极限承载力和疲劳寿命,对K型钢管相贯节点的残余应力进行了分析。针对K型钢管相贯节点焊接时的热应力特征,通过对焊接过程中加热与冷却温度场的正确描述,并采用相应的热传导数学和物理模型,进行温度场和应力场的耦合计算。计算中考虑了钢材热物理参数和力学参数随温度变化的非线性性能,得到的残余应力和残余变形分布规律与K型钢管相贯节点试验的破坏形态吻合较为理想,据此提出焊接热损伤对节点破坏形式有一定影响的观点。     

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。     

偏压钢管混凝土柱承载力计算方法探讨

介绍了国内3个设计规程对偏心受压钢管混凝土构件的设计公式以及理论依据,借助已有的试验参数,采用3个规程分别计算了不同偏心距和长细比下的偏心受压构件承载力,并且与试验结果进行对比。结果表明,对于极限承载力,《钢-混凝土组合结构设计规程》(DL/T 5085-1999)相对偏于安全;但从规范计算值和试验结果的比较结果看,《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS 28∶90)的计算值与试验值吻合相对较好。     

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。     

钢管结构相贯节点的研究现状

简述钢管结构和相贯节点的类型 ,国内外对其承载性能试验、强度计算研究的进展 ,以及同济大学近年来的试验和分析工作 ,并提出了作者对相贯节点进一步研究课题的看法     

Tubular conveyor galleries

This paper discusses the structural analysis and design of tubular conveyor gallaries, used in industry for supporting and housing of conveyors handling bulk materials. The design of such galleries has not so far been treated in detail in the literature.The loads and forces acting on the gallery are established and the structural behaviour of the gallery has been analysed in detail. The expression for stresses in the gallery under vertical and horizontal loading or their combinations are shown. Also, local and overall buckling stability requirements are established. The design of intermediate stiffening rings, as well as ring girders, considering vertical and saddle-type supports are treated.     

密肋箱型钢管混凝土柱施工技术

介绍兴业国际超高层商务办公楼项目钢管混凝土柱施工的技术难点,对各种难点进行了关键性分析,并模拟试验确定施工方案从优化混凝土配合比设计、制定严格的施工技术措施等方面入手,保证了混凝土的浇筑质量.     

承插型盘扣钢管支架与碗扣钢管支架施工成本对比分析

承插型盘扣钢管支架(文内简称盘扣支架)和碗扣钢管支架(文内简称碗扣支架)是目前广泛使用于建筑工程和市政工程施工的两种模板承重支架体系。该文根据重庆轨道交通五号线华福大道段工程施工实例,从施工成本角度对两种支架体系进行分析对比。     

发展中的管件液压成型技术

本文介绍了目前国际上日益流行的管件液压成型技术，就液压成型过程、关键技术问题、计算机仿真在管件液压成型中的应用等作了较为详细的阐述。     

钢管混凝土柱数值模拟与分析

采用非线性有限元分析方法,进行了钢管混凝土柱轴压状态下的数值模拟及分析。其中钢管采用理想弹塑性本构关系模型,核心混凝土采用约束混凝土本构关系模型。其中分析了6个圆钢管混凝土柱在轴向压力作用下的静力性能,分析结果与试验结果吻合较好,证实了该模型的合理性,可为今后的分析提供一定的参考。     

部分填充混凝土钢管结构桥梁研究

在总结各国钢管结构研究现状的基础上,分析了部分填充混凝土钢管结构的类型及工程应用,探讨了部分填充混凝土钢管桁架结构桥梁的形式,展望了部分填充混凝土钢管桁架新型结构桥梁的优势和应用前景,最后以一座刚性悬索加劲的三跨连续钢桁梁桥为例进行了部分填充混凝土前后的静动力特性对比分析。结果表明:在钢桁梁桥弦杆内填混凝土能降低杆件的应力水平,提高桥梁的整体刚度。     

CFRP钢管短柱的设计

对圆截面钢管短柱外部粘贴的碳纤维增强复合材料(CFRP)进行设计和试验。CFRP能对构件进行加强,除了质量轻,高强CFRP片还能起高度约束作用,从而延缓薄钢壁的屈曲。对10根外贴横向及纵向CFRP片的冷弯型钢管短柱进行轴压试验。结果表明:通过纤维增强,钢管轴向承载力得到提高。评价钢材屈服强度、横向纤维弹性模量、纤维数量及布置对构件的加强效果。基于现有钢柱设计规范,计算可反映组合型钢-CFRP管状短柱承载力的设计曲线。结果表明:在使用纤维增强复合材料(FRP)加强或改进管状柱时,采用这些曲线很方便。     

圆钢管十字相贯节点试验研究

以某单层网壳工程为背景,对圆钢管十字相贯节点抗弯刚度和承载力进行了足尺试验研究。该工程中,钢网壳上铺设一层钢板,采用焊接方式连接。为了解该加强方式对节点强度和刚度的影响,试验共分为两组,第一组试件由圆钢管直接焊接而成,第二组试件在节点一侧加焊钢板。文中详细介绍了试验方案和主要试验结果,并对试件的破坏模式和加强钢板的作用进行了分析。试验结果表明,圆钢管十字相贯节点具有较强的抗弯刚度和承载力;加强钢板可以改变节点的受力方式和破坏形式,有效提高节点在平面内的承载力和刚度。