铝合金板式节点网壳破坏性火灾试验

为研究铝合金板式节点网壳结构在火灾下的破坏模式,采用柴油油池火对一网壳缩尺模型进行了2次破坏性火灾试验.研究结果表明,当火源功率为2 MW(对应原型火源功率为110 MW)且置于地面位置燃烧时,铝合金网壳模型所产生的变形均在试验结束后恢复,且未观测到影响结构宏观承载性能的永久变形.为了模拟局部特大功率火灾场景,将同功率...     

铝合金板式节点网壳非破坏性火灾响应试验研究

为研究铝合金板式节点网壳结构在实际火灾下的响应,针对一网壳缩尺模型进行了结构受火试验.采用柴油油池火作为火源,考虑不同的火源功率、火源位置和通风条件,设计了8个受火场景.在结构受火试验前,进行了两次柴油燃烧特性试验,并将试验结果与经典羽流模型的预测值进行了对比分析.结构受火试验结果表明:空间温度场在大空间火灾下分布不均匀,且火源位置和火源功率对结构温度场分布具有较大影响;在各受火场景中,大功率火源位于结构角部且通风条件不佳时为最不利火灾场景;在该火灾场景下,所测得的最高空气温度为128℃,而杆件和节点板的最高实测温度分别为92℃和84 ℃;在所有结构模型受火试验过程中,均发现网壳发生起拱变形,但试验结束后变形可恢复,且未观测到其他破坏现象.对试验过程进行数值模拟,结果表明火灾下结构的热膨胀变形可能提升其稳定承载力,因此在设计时建议分别基于有热膨胀变形和无热膨胀变形的结构进行稳定承载力分析,并取两者结果中的较小值作为结构火灾下承载力的设计值.     

铝合金板式节点网壳非破坏性火灾响应试验研究

为研究铝合金板式节点网壳结构在实际火灾下的响应,针对一网壳缩尺模型进行了结构受火试验.采用柴油油池火作为火源,考虑不同的火源功率、火源位置和通风条件,设计了8个受火场景.在结构受火试验前,进行了两次柴油燃烧特性试验,并将试验结果与经典羽流模型的预测值进行了对比分析.结构受火试验结果表明:空间温度场在大空间火灾下分布不均匀,且火源位置和火源功率对结构温度场分布具有较大影响;在各受火场景中,大功率火源位于结构角部且通风条件不佳时为最不利火灾场景;在该火灾场景下,所测得的最高空气温度为128℃,而杆件和节点板的最高实测温度分别为92℃和84 ℃;在所有结构模型受火试验过程中,均发现网壳发生起拱变形,但试验结束后变形可恢复,且未观测到其他破坏现象.对试验过程进行数值模拟,结果表明火灾下结构的热膨胀变形可能提升其稳定承载力,因此在设计时建议分别基于有热膨胀变形和无热膨胀变形的结构进行稳定承载力分析,并取两者结果中的较小值作为结构火灾下承载力的设计值.     

一种新型端板式装配梁柱连接节点受力性能分析

文章以装配式梁柱节点为研究对象,提出一种新型端板式装配梁柱连接节点,结合有限元软件ABAQUS建立模型进行数值分析,模拟不同位移荷载作用下节点受力性能获得荷载位移曲线,并在相同边界条件和受力状态作用下与现浇结构梁柱节点受力性能进行对比分析。结果表明:新型端板式梁柱连接节点通过螺栓将梁柱两端型钢端板进行连接,与传统现浇节点的荷载位移曲线发展规律基本一致;新型节点增强了节点的刚度和强度,节点承载能力远高于传统现浇节点;梁在负弯矩作用下,梁上型钢端板应变变化范围较大,在梁端上部应力最大,并由上至下、由腹板向端部逐渐减弱。通过对比分析,该新型端板式装配梁柱连接节点有足够的强度和刚度,能满足"强节点"的概念设计,可为装配式节点研究与实际工程应用提供参考。     

外伸端板中节点火灾行为的试验研究

采用自行研制的火灾试验炉对3个中节点试件进行了抗火试验。试件采用足尺形式,柱长3 000mm,单侧梁长1 350mm。通过试验,得到了节点在同一荷载不同温度下的温度-转角关系。试验表明,端板连接具有良好的延性和抗火能力,节点的极限转角都超过了0.03rad;端板厚度对节点破坏温度和破坏时的极限转角影响不大;柱腹板设加劲肋可以明显提高节点的破坏温度和极限转角。最后根据试验结果提出了设计和施工建议。     

某工程多跨门式刚架梁柱端板式连接节点的设计

CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(2012版)增加了7.2.21款条文,要求对轻型门式刚架梁柱端板式连接节点,按理想刚接进行设计。该规程针对单跨门式刚架和中柱为摇摆柱的多跨刚架的情况作了详细说明,但在很多情况下,中柱为非摇摆柱的多跨轻型门式刚架常被采用。采用CECS 102∶2002(2012版)和欧洲规范规定的准则,结合合肥某工程多跨轻型门式刚架,验算了中柱、边柱与横梁连接的受力和节点整体转动刚度。结果表明:中柱与横梁的连接节点较难满足理想刚接的要求,为保证刚架安全,应严格按照规程7.2.21款设计刚架边柱节点。利用MIDAS GEN程序验算了中柱与横梁连接节点不同相对刚度下的刚架内力和变形,发现其对内力的影响较小,对柱顶水平位移的影响较大。本工程按照MIDAS的计算结果,忽略中柱节点半刚性对刚架内力的影响,仅对柱顶水平位移进行修正。     

钢结构模块建筑连接节点研究进展

随着我国建筑工业化进程不断推进,钢结构模块建筑凭借其节约资源,对环境无污染、施工速度快,质量可靠、抗震性能好等诸多优点受到了国内诸多学者的青睐。对目前国内外钢结构模块建筑梁柱节点相关研究进行了梳理,指出了目前国内外钢结构模块建筑梁柱节点研究的不足,并对下一步模块建筑梁柱节点的研究提出了几点建议。     

梁柱端板连接节点柱翼缘、柱腹板加强方法有限元分析北大核心

根据\"强柱弱梁\"的需求,梁柱端板连接节点处柱部分的加强方式一般有设置横向加劲肋、节点域内腹板加补强板、柱翼缘外加补强板、角钢内贴柱翼缘螺栓连接、角钢外贴柱翼缘螺栓连接等方式。采用有限元软件ABAQUS建立三维有限元模型,对这些不同形式、不同构造的钢框架梁柱端板连接进行了非线性有限元分析(FEA)。通过分析比较可知:同时设置横向加劲肋与腹板补强板能够较好地限制柱子的变形,大幅度提高节点的初始刚度与强度;而角钢内贴柱翼缘栓焊连接、角钢外贴柱翼缘螺栓连接不仅能够满足建筑管线通道的需求,同时也能够提升节点初始刚度与强度,也便于弱轴采用螺栓连接。     

门式刚架梁柱端板连接节点设计理论研究

参照欧美钢结构计算手册,并依据端板变形协调条件,推导出端板连接节点螺栓撬力及节点承载力计算公式,并得出了一些有益的结论,从而为端板连接节点的进一步研究和分析提供了理论基础。     

新型铝合金板式节点力学性能研究

装配式节点往往是结构中的薄弱点,决定着整个结构体系的安全,传统铝合金节点由于节点域腹板间断,荷载传递路径不明确,对结构的整体承载性能造成影响.为了改善节点的连接方式,本文提出了一种新型圆柱形抗剪键连接的板式节点,通过SolidWorks与WorkBench结合进行了数值模拟,对传统节点与新型节点的破坏模式及极限承载力进...     

套筒式钢管混凝土梁柱节点试验研究

利用ANSYS软件分析了套筒式钢管混凝土梁柱节点的承载性能,同时进行了采用力位移混合加载控制的节点承载力低周反复荷载试验。结果表明,套筒式节点和环板式节点的极限受弯承载力都能满足设计要求,但套筒式节点的转角较小,节点为刚性连接。在相同的轴压比下,两种形式节点的抗震性能相当。     

钢结构高强度螺栓端板连接研究现状(Ⅰ)

回顾与总结了钢结构高强度螺栓端板连接在常温及火灾下的性能与设计研究的现状与进展,包括连接分类、试验、简化方法承载力与初始抗弯刚度计算、设计方法、有限元分析、以及连接弯矩-转角曲线数学模型化等方面的研究。本文是第一部分。     

钢结构高强度螺栓端板连接研究现状(Ⅱ)

回顾与总结了钢结构高强度螺栓端板连接在常温及火灾下的性能与设计研究的现状与进展,包括连接分类、试验、简化方法承载力与初始抗弯刚度计算、设计方法、有限元分析、以及连接弯矩-转角曲线数学模型化等方面的研究。本文是第二部分。     

钢框架节点火灾温度场数值模拟分析

基于有限单元法,针对钢框架节点火灾中的温度变化,考虑辐射和对流因素的影响,利用ANSYS进行数值模拟分析,得出火灾中节点温度场分布规律,以及随时间变化的升温规律,为研究钢结构在火灾中的破坏以及灾后的分析处理提供依据。     

圆钢管混凝土柱钢梁框架节点型式的介绍

本文根据各国节点设计的不同思想，按照柱贯通式节点和梁贯通式节点分类，介绍分析了圆钢管混凝土柱钢梁框架的一些研究和使用较多的节点的构造型式、受力特征和优缺点，并提出了简洁合理的端板螺栓连接新型节点型式。以供圆钢管混凝土柱钢梁结构体系的节点设计参考。     

H型截面钢柱抗火简化计算研究

笔者对H型截面钢柱进行抗火简化计算研究,利用推导出来的简化公式对3根钢柱在火灾下的极限承载力进行了计算,并将简化计算值与试验值进行比较分析.得出结论:钢柱在火灾作用下,沿弱轴方向的长细比大于沿强轴方向的长细比,沿弱轴方向的失稳临界力小于沿强轴方向的失稳临界力,钢柱沿弱轴方向先行破坏.对于不限制轴向变形钢柱,简化计算结果和试验值吻合较好,简化计算是可行的.     

钢结构节点火灾下的升温试验研究与理论分析

主要研究钢结构节点在火灾下的升温情况及有限元温度分析,利用自行设计和制作的试验炉,对钢结构节点的升温过程进行了试验研究,得出了火灾下钢结构的升温曲线,给出了计算节点升温的经验公式,并对火灾下的钢结构节点的温度进行了理论分析,理论分析结果和试验结果比较吻合.说明了理论分析的可行性和可靠性,进而论述了火灾下钢结构升温的一般规律,为节点的抗火设计和防火涂料的设计提供理论依据.     

上下角钢半刚性梁柱连接

对上下角钢半刚性梁柱连接进行了有限元分析,得到了此类连接在单向荷载作用下的应力发展状况、应力分布以及破坏形式。同时还对有限元分析结果与理论分析、试验结果做出了对比。     

高层钢框架新型梁柱节点抗震性能试验研究

本文提出了三种焊接孔扩大型梁柱节点,完成了8个足尺试件在四种反复荷载历程下的破坏试验。对节点破坏模式和滞回曲线的比较分析表明,焊接质量是防止节点脆性破坏的首要保证,明显的焊接缺陷容易导致裂缝过早开始扩展,从而降低节点延性和耗能能力。节点局部构造尤其是焊接孔形状尺寸对于节点应力集中情况和节点破坏模式有很大影响。本文提出的焊接孔扩大型节点可以不同程度地缓解局部应力集中,同时通过采用较长的焊接孔,使节点破坏模式转变为梁翼缘的局部屈曲,降低了对接焊缝发生脆性破坏的可能,对节点延性有较大的改善作用。焊接孔扩大型节点构造也便于加工制作,是一种值得推荐的新型节点形式。     

轴向约束对钢结构柱抗火性能的影响

采用大型商用有限元软件MSC MARC Mentat研究了钢结构柱所受轴向约束的刚度对抗火性能的影响,对无保护层钢结构柱的抗火性能进行有限元分析,分析结果与试验结果吻合较好。结果表明:在室温情况下,轴向约束有利于提高钢结构柱的极限承载力,但在高温情况下,约束刚度的增大对钢结构柱的抗火承载力却具有负面影响,轴向约束的提高降低了高温下钢结构柱的极限承载力,并降低了钢结构柱的极限温度承载力;在温度达到450°C之前,由于钢材的弹性模量改变与构件的热膨胀,导致构件的承载力降低,温度超过450°C之后,弹性模量与屈服强度的折减及构件的热膨胀所导致的约束反力共同作用,使得构件更早失效。