网壳结构鼓型节点弹塑性分析及模型试验

铸钢节点是大跨空间结构广泛采用的一种节点型式,通过对重庆奥林匹克体育中心体育场网壳结构鼓型铸钢节点有限元弹塑性分析,得到铸钢节点应力、应变分布情况.通过鼓型铸钢节点结构的实体试验,得到各测点应力测试值.结合理论分析和实体试验,指出铸钢节点应力分布规律及特点,对鼓型铸钢节点的承载安全性做出评价,为鼓型铸钢节点设计提出几点建议.     

北京奥运会自行车馆原铸钢球铰支座数值分析

对北京奥运会老山自行车馆原铸钢球铰支座节点进行非线性弹塑性有限元分析,通过分析该节点在两种控制工况下的应力、变形状态证明该节点具有足够的承载能力以及转动能力,为该节点在工程中的使用提供了理论依据。     

120m跨长江航道模型实验厅铸钢球节点受力性能试验研究

介绍了长江航道120m跨模型实验厅铸钢球节点试验,对铸钢球节点实施了足尺检验性加载试验并进行了有限元数值分析。试验过程中运用ABAQUS有限元软件对铸钢球节点进行弹性分析,对铸钢球节点的受力性能给出了更全面的评估。试验表明长江航道120m跨模型实验厅铸钢球节点是安全可靠的,节点具有充足的强度储备。     

杭州国际会议中心巨型铸钢节点试验研究

为探究复杂应力状态下铸钢的受力性能,对杭州国际会议中心巨型钢框架铸钢节点进行了试验研究。通过对其进行原型结构跟踪测试,得到了节点表面各测点的应力分布及测试值。利用AUTOCAD软件建立试验铸钢节点计算模型,并采用有限元软件模拟了不同受力状态下节点的弹塑性计算分析。通过比较测点实测应力值和计算分析值,两者吻合良好,由此可以推断铸钢节点内部应力分布及大小。最后对铸钢节点的受力性能和安全性做出了评价。试验和分析结果表明该铸钢节点安全可靠,具有充足的强度储备。     

北京奥运会老山自行车馆屋盖节点数值分析

北京奥运会老山自行车馆的屋顶采用了双层球面网壳结构,柱脚及柱顶分别采用了铸钢球铰支座和圆钢管相贯节点。本文介绍了铸钢球铰支座的构造形式,采用四面体单元、接触单元对及子模型分别模拟了铸钢球铰支座的实体模型、接触模型及螺纹连接问题,分析了不同荷载工况下的应力分布特点;介绍了圆钢管相贯节点的构造,分别采用四边形板壳元及四面体单元模拟了圆钢管相贯节点的实体模型,比较了节点有无加劲肋及垫板时节点刚度的变化情况。通过分析可以看出,铸钢球铰支座构造简单,具有一定的转动能力,能够传递拉力和压力,适用于铰接柱脚节点;垫板和加劲肋的存在提高了圆钢管相贯节点的承载力,改变了节点的破坏形式,增大了节点刚度。     

招商银行上海大厦连桥结构设计

招商银行上海大厦连桥部分为采用强连接的高位大跨度连体结构,属于复杂高层建筑。介绍了该结构的分析和设计方法。通过弹塑性动力时程分析与振动台试验结果进行对比,得到结构构件从弹性—开裂—弹塑性—承载力下降的全过程曲线,找出结构构件出现塑性铰的先后顺序、塑性铰的分布及结构的薄弱部位,有针对性地进行结构加强。对关键节点进行节点试验研究,与有限元计算分析相结合,来分析其承载能力及变形能力。对于类似大跨度钢结构,考虑到吊装次序以及两侧钢筋混凝土筒体的收缩徐变对钢结构连桥应力的影响,须进行施工阶段的验算。通过多种可行安装方案的对比分析,确定更为合理的施工顺序,尽可能减小施工期间结构内部的初始应力和初始变形。     

变截面门式钢刚架结构稳定承载力的试验与理论研究

本文通过对一榀变截面门式刚架结构稳定承载力的破坏性试验,研究了在工字形构件腹板发生局部屈曲后刚架结构的受力性能及破坏机理,获得了结构全过程加载的荷载-挠度曲线以及构件和节点局部屈曲的发生及扩展情况,指出了梁柱节点设计的重要性及构造要求;应用大挠度弹塑性板壳有限元对变截面门式刚架结构进行了大挠度弹塑性理论分析,研究了腹板和翼缘宽厚比的变化对刚架结构稳定承载力的影响;在弹塑性范围内用梁柱单元对刚架结构的稳定承载力进行了分析和计算,并与板壳单元的计算结果做了比较,发现板壳单元的理论计算结果与试验研究结果相当吻合;理论与试验研究结果对工程设计有一定的参考价值。     

基坑开挖卸荷土体的本构模型真三轴试验研究

通过真三轴试验模拟基坑开挖过程中侧向卸荷土体的应力路径,针对武汉地区具有代表性的粉质粘土,进行了一系列真三轴排水和不排水固结剪切试验.试验分析结果表明,真三轴卸荷不排水试验的应力-应变关系曲线不符合Duncan-Zhang模型,但该试验曲线在低围压下基本符合Lade-Duncan弹塑性模型,在高围压下偏差较大;而卸荷排水试验的应力-应变关系曲线与不排水条件下Lade-Duncan弹塑性模型曲线吻合较好.由于排水试验耗时较长,因此在卸荷排水条件下的实际工程可以用不排水试验来代替,以便缩短试验时间.本文研究成果为进一步在该方面的研究和工程应用提供参考.     

杭州国际会议中心梁柱节点性能研究

针对杭州国际会议中心梁柱节点进行相关的试验研究和有限元分析。通过对其进行1／3缩尺模型跟踪测试,得到节点表面各测点的应力分布及测试值。利用AutoCAD软件建立试验节点计算模型,并采用有限元软件模拟不同受力状态下节点的弹塑性计算分析。通过比较节点表面测点实测应力值和计算分析值发现,两者吻合良好,由此可以推断节点内部应力分布及大小。最后对节点的受力性能和安全性做出评价。试验和分析计算表明,杭州国际会议中心梁柱节点是安全可靠的,节点具有充足的强度储备。     

土石粗粒料的强度和变形特性的试验研究

根据大坝应力路径,对粗粒料进行等应力比和等应力比增量等于常数的三轴剪切试验,得出了相应的应力–应变关系式和规律;根据粗粒料的试验强度曲线特征,提出用幂次型函数表述粗粒料的抗剪强度,并以此为屈服准则,结合弹塑性理论建立了粗粒料的弹塑性本构模型,该模型可以用一个统一的表达式表述,该模型概念清晰、模型参数较少;同时推导出粗粒料的弹塑性矩阵;通过试验验证模型计算得到的粗粒料应力–应变关系曲线和实测结果吻合较好。     

重庆江北国际机场新航站楼大跨钢桁架铸钢节点性能研究

本文针对大跨钢桁架铸钢节点受力性能进行了相关的研究。通过重庆江北国际机场新航站楼钢桁架大型铸钢节点的现场跟踪测试,得到铸钢节点表面应力的测试值;利用Pro/E软件建立所测试的铸钢节点模型,并采用有限元软件进行弹性分析,得到各测点的应力值。通过比较铸钢节点表面测试值和相应测点分析值,发现现场测试应力值和计算分析值之间相互印证。在测试值与计算值印证较好情况下,可以推断节点内部应力分布。此外,还模拟了铸钢节点的典型缺陷并进行有限元分析,进而推断铸钢节点带缺陷工作状况对节点的受力性能影响程度。最后对铸钢节点在整个结构体系中的受力性能和安全性做出了评价,重庆江北国际机场新航站楼钢桁架铸钢节点是安全可靠的,具有充足的强度储备;并给出了节点的设计强度取值和判别式,可供类似的工程应用参考。     

空间结构大型铸钢节点试验研究

通过广州国际会展中心张弦梁端部大型铸钢节点足尺试验 ,得到试件表面的应力测试值 ;利用有限元软件建模和分析 ,得到测点位置的应力分析值。在试验值和有限元分析值一致的情况下 ,以有限元分析的结果推断了整个铸钢节点内部的应力状况 ,确定了强度准则。结合试验和分析 ,对节点的承载安全性做出了判断。给出了设计强度的建议值和强度判别式     

空间结构节点设计研究进展与实践

结合近年来国内外空间结构节点设计研究的进展、GB 50017-2003 《钢结构设计规范》修订工作以及作者的工程实践,对空间结构中的螺栓球与焊接球节点、圆钢管与方钢管相贯节点、高强螺栓连接板节点、铸钢节点、球形钢支座、板式橡胶支座、向心关节轴承支座、连桥支座等的研究进展进行了较为全面回顾。对空间结构节点形式选择要点、节点设计的基本原则、各类节点对钢材性能的要求进行了探讨,对节点刚度、节点重量的估计方法、节点加工制作工艺与质量控制要点进行了分析。对各类节点设计中存在的问题以及相应的改进措施进行了阐述,并给出了有代表性的节点计算分析与工程应用实例。最后,对空间结构节点设计与研究未来的发展方向进行了展望。     

受压焊接空心球节点高温试验研究

为研究受压焊接空心球节点火灾下的性能,利用高温试验炉,对不同空心球外径和壁厚、钢管外径和壁厚、钢材屈服强度和荷载比的6种受压焊接空心球节点试件进行了高温作用下的试验研究,得到了其在高温下的温度分布、位移特征和破坏形式,并研究了对其极限耐火时间的影响因素;根据欧洲规范,对受压焊接空心球节点高温作用下的性能进行了非线性有限元数值模拟,分析了节点的温度场分布规律和影响因素。通过分析高温作用下节点的位移变化特征,确定了其破坏模式;试验结果和有限元分析结果进行了对比,二者吻合较好。研究结果表明：增大焊接钢管壁厚和降低焊接空心球节点实际承受的荷载可以有效地延长受压焊接空心球节点的极限耐火时间;钢管根部是高温作用下受压焊接空心球节点的薄弱部位。图13表2参9     

哈尔滨会展体育中心屋架铸钢节点性能研究

简述了哈尔滨会展体育中心张弦桁架的铸钢节点的构造和设计情况,进行了该铸钢节点的足尺静力试验和有限元分析。详细讨论了试验的加载装置、测试结果和有限元数值计算结果,给出了节点的应力分布状况。研究表明,该铸钢节点在设计荷载的作用下,具有足够的强度和刚度;有限元计算结果与试验实测结果基本吻合,前者也能够较好地了解铸钢节点的受力性能。最后对铸钢节点的制造质量也提出了建议。     

铸钢节点的设计以及在工程中的应用

铸钢节点是我国钢结构中新兴的一种节点形式。通过对铸钢节点的研究,提出了铸钢节点的一般设计准则;分析了铸钢空心球管节点、铸钢相贯节点的特点,并给出了相应的设计方法;最后介绍了铸钢节点的质量控制与焊接,不仅可为即将编制的铸钢节点规范提供参考,而且对今后指导铸钢节点的设计具有积极作用。     

中国动漫博物馆复杂铸钢节点分析与研究

铸钢节点被用于中国动漫博物馆的钢网格筒结构体系和复杂节点连接。采用有限元分析和足尺试验相结合的方法分析铸钢节点的受力性能。有限元分析通过数值分析方法揭示了节点的应力分布规律。在1.3倍设计荷载作用下,足尺试验结果与有限元结果吻合良好。根据有限元分析和试验结果,优化节点设计。在设计荷载作用下铸钢节点处于弹性工作状态。节点极限承载力大于3倍设计荷载。     

钢管灌浆套筒连接轴向受压性能试验研究

为研究钢管灌浆套筒连接轴向受压性能,设计了27个轴向受压试件,并进行静载试验,考虑了灌浆料强度和连接长度两个变化参数。通过试验得到了试件的荷载-位移曲线、钢管和套筒的应变分布,对试件的破坏过程、钢管和套筒的轴向应力、黏结应力分布规律进行了分析。研究结果表明：钢管灌浆套筒连接的荷载-位移全曲线可简化为4段式的折线本构模型;随着连接长度和灌浆料强度的增大,试件极限荷载提高;连接段内的轴向应力、黏结应力和径向应力随着荷载的增大而增大,当与钢管上抗剪键接触的灌浆料局部压碎后,连接段内部应力发生重分布,钢管上的轴向应力不再增大,钢管和套筒上的径向应力突增,接触面黏结应力分布极不均匀。提出了钢管灌浆套筒连接承载力计算公式,并将国内外相关文献中的试验结果与公式的计算结果进行对比,计算值偏于安全。     

张弦桁架铸钢支承节点受力性能研究

为考察长江航道科研试验新基地6#模型实验大厅张弦桁架铸钢支承节点的受力性能,对该铸钢节点进行了足尺试验研究和有限元分析。采用专门设计的加载反力架,试验测得了铸钢节点应力分布状况。采用ABAQUS软件进行线性有限元分析,得到了节点模型在1.3倍设计荷载下的应力和变形。考虑材料塑性发展,进行非线性有限元分析,得到节点极限荷载和失效破坏形式。试验与有限元分析结果表明：1.3倍设计荷载下,该节点处于线弹性受力状态;超过极限荷载之后,节点应力极值位置会发生变化,节点失效将从拉索锚固端局部塑性发展开始。