装配式钢框架柱法兰栓焊连接节点受力性能试验研究与有限元分析

为研究一种新型法兰栓焊连接柱节点在多高层钢结构中的工程应用,对3个法兰连接足尺模型试件进行了静力加载试验,并建立ABAQUS有限元模型对其进行对比论证以及理论分析。分析结果表明:新型法兰栓焊连接节点受力性能良好,对比传统法兰连接节点其刚度和承载力均有所提升;新型法兰栓焊连接节点的破坏模式有所改善。得出了不同焊缝尺寸下新型法兰栓焊连接节点的螺栓与焊缝承受弯矩的受力分配比,试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。

钢结构装配式模块化建筑连接节点研究综述

钢结构装配式模块化建筑是一种新兴的建筑结构体系,具有高度集成化的特点,已成为当下工程领域研究热点。本文基于国内外相关文献资料的调研分析,对模块间连接节点的构造形式(螺栓连接、焊接与栓焊混合连接、预应力连接及自锁式连接)与力学性能进行了系统梳理与总结,指出了目前模块间连接节点研究存在的不足,并对此提出了相关建议,以期为此类建筑的相关设计及工程应用提供参考。

钢框架梁柱T型钢半刚性连接节点的性能研究

对实际工程中所采用的T型钢半刚性连接节点性能进行了研究,采用通用的有限元程序ANSYS对节点性能进行了非线性有限元分析,讨论了节点各组成要素对节点性能的影响。结果表明:柱翼缘厚度、T型钢翼缘厚度和连接螺栓竖向间距对节点性能影响较大,而柱腹板、T型钢腹板以及连接螺栓水平方向间距对节点性能影响较小,节点破坏主要由柱翼缘和T型钢翼缘控制。研究表明,T型钢梁柱连接节点属于半刚性连接节点,节点的半刚性对钢框架性能影响非常大,设计中不容忽视。

空间钢框架结构的非线性全过程分析

本文采用有限变形理论及内力屈服面塑性流动理论对空间钢框架的极限承载力进行了弹塑性大变形全过程分析。理论与算例都表明，本文方法精度较高，而计算又不过于复杂。

钢框架极限承载力的有限变形理论分析和试验研究

本文为钢框架极限承载力的全过程分析提供了一种有效的方法。该法基于非线性连续介质力学理论,导出了结构的几何刚度矩阵,它不仅包含了轴力对结构刚度的影响,而且还包含了剪力和弯矩的影响。根据内力屈服面塑性流动理论,把经典的塑性铰概念加以推广,既考虑了塑铰性处内力之间的相互影响,也考虑了弹性卸载的影响。进行了四榀钢框架极限承载力的试验,试验与理论分析结果符合良好。

KT型相贯节点极限承载力非线性有限元分析

对KT型圆钢管空间相贯节点的极限承载力进行了非线性有限元分析,揭示了KT型相贯节点的受力性能.结果表明:随着支杆与弦杆直径比、腹杆与弦杆直径比、支杆与弦杆厚度比、腹杆与弦杆厚度比和弦杆径厚比的变化,节点发生弦杆局部屈曲模式和腹杆轴向屈曲破坏2种破坏模式;支杆弦杆直径比和支杆弦杆厚度比的变化对节点极限承载力没有显著影响;与规范中平面K型相贯节点计算结果的比值在0.75左右.

带偏心支撑钢框架-混凝土核心筒结构抗震性能研究

在高层钢框架-混凝土核心筒结构的外钢框架部分加设多列式并连偏心支撑、多列帽腰连偏心支撑,采用结构分析与设计的通用有限元分析软件对未设支撑、设置偏心支撑、改变偏心支撑的位置和数量的高层钢框架-混凝土核心筒结构的地震反应特性进行了分析.利用振型分解反应谱法对该结构的自振周期、结构侧移、层间位移角、倾覆力矩比、各层总剪力、各层总弯矩、钢框架承担的剪力及剪力调整系数等指标进行了研究.根据分析结果提出了高层钢框架-混凝土核心筒结构抗震设计的偏心支撑分布方式和帽腰支撑设置的原则,为实际工程设计提供了理论参考.

型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构抗震性能分析

对带型钢混凝土梁式转换层的型钢混凝土框支框架-混凝土核心筒结构进行有限元计算分析,研究了转换层设置高度及转换层上、下等效侧向刚度比变化时,其地震作用下结构地震反应的一般规律.结果表明,此类结构的转换层设置高度可适当提高,适合高位转换;抗震设计时,对转换层附近外框架应予以加强,对于高位转换,应重点加强转换层上一层外框架;设计转换层上1～2层的外框架时,相对其它框架柱,应强化框支柱;转换层上、下结构等效侧向刚度比宜控制在0.86～1之间.

某铁塔倒塌的事故分析

根据某移动通讯铁塔倒塌现场的破坏特征,采用通用的有限元程序对铁塔进行了受力性能分析计算;从塔上截取6根杆件进行了材性试验.试验及分析结果表明,不合理的截面设计和连接是该塔发生倒塌的主要原因.对铁塔设计提出了几点建议.

带刚臂的钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能分析

对带有刚臂的钢框架-混凝土核心筒超高层结构进行有限元计算分析,并对不同的结构布置和结构内力的突变进行比较分析,研究了刚臂的位置、数量、节点的连接方式改变时,其地震作用下结构地震反应的一般规律.结果表明,在地震作用下,设置一道刚臂的最佳位置在0.466倍房屋高度处;刚臂的数量尽量多设,不仅能减小侧向位移,而且能够减小刚臂处钢柱内力的突变;外围钢框架与核心筒之间采用刚性连接对于结构的抗震性能最有利.

剪切变形对钢框架结构P-△效应的影响研究

本文基于非线性连续介质力学的一般原理及更新的拉格朗日列式法,分析了剪切变形对钢框架结构P—△效应的影响.计算结果表明对于多层及高层钢框架结构,剪切变形的影响不应忽略.

局部构造对钢框架梁-柱刚性节点性能的影响

对焊接孔尺寸变化的钢框架梁 柱刚性节点进行了空间非线性有限元分析。结果表明 ,焊接孔长度的扩大显著地降低了梁 柱连接面处对接焊缝和焊接孔切角端开裂以及翼缘脆性破坏的可能性 ,但过长的焊接孔也会导致梁翼缘侧向稳定的丧失。焊接孔高度的降低只有利于目前常用的焊接孔长度较短的“标准型”节点。

端板连接组合节点初始转动刚度分析

利用欧洲规范3与欧洲规范4介绍的组件法思想,针对已有的端板连接组合节点初始转动刚度分析方法的不足,提出了端板连接组合节点负弯矩作用下节点初始转动刚度的详细计算步骤;考虑板内纵筋与剪力栓钉竖向位置的不同及桩腹板加劲肋的影响,给出了初始转动刚度组件法分析模型.将分析结果与试验结果进行了比较验证,结果表明该分析方法精度较好,能够用于工程设计中对该类节点初始转动刚度的预测.

钢管相贯节点焊接缺陷类型及对极限承载力的影响

总结了实际工程中相贯线焊缝易出现的焊接缺陷类型及其特点,采用ANSYS程序定量分析结果绘制了背景工程中检测到的焊接缺陷对钢管直接相贯节点极限承载力的影响曲线。根据影响曲线得出如下结论和建议:严格按焊接规程构造的相贯线焊缝不会降低节点的极限承载力,但焊缝是影响节点极限承载力的关键部位之一;各类缺陷均具有一定的容限,对于半径或长度为2mm及其以下的球型、线型缺陷、咬边缺陷,包括1mm及其以下的裂缝缺陷,建议允许其在焊缝中存在,比此更大的缺陷应给予清除,较大的焊瘤缺陷也应给予磨除清理;对焊接缺陷的现行评定标准偏严,应制订和完善专门针对建筑钢结构的评定验收标准,加强对焊缝缺陷检测新方法和新设备的研究。

基于带肋角钢的装配混凝土柱-钢梁连接节点抗震性能试验研究

为研究基于带肋角钢的装配混凝土柱−钢梁连接节点的抗震性能,设计制作4个框架中部十字型梁柱节点试件并进行拟静力试验研究。分析梁柱截面尺寸,梁端螺栓数量以及角钢尺寸等因素对承载力、耗能能力、强度退化、刚度退化、延性以及破坏模式的影响。研究结果表明:低周往复荷载作用下该类型节点的破坏模式以混凝土核心区受剪破坏为主,同时角钢加劲肋及钢梁发生了不同程度屈曲。试件滞回曲线呈现出与现钢筋凝土节点相似的捏缩现象,试件延性及耗能能力略高于钢筋混凝土节点。所有试件强度退化系数变化幅度较小,在0.8~1.0之间。该节点具有良好的承载力,耗能能力以及延性,但需要对节点核心区混凝土承载力进行进一步优化。

中车科技文化展示中心钢管桁架组合楼盖舒适度研究

以中车科技文化展示中心为工程背景,对大跨度钢管桁架组合楼盖开展了人致振动舒适度研究。采用SAP 2000对楼盖进行模态分析和各种不利工况作用下的动力响应分析,重点研究行走、跑步、跳跃、起立等激励下楼盖的动力时程响应,得到相应的竖向振动峰值加速度,并与选取的舒适度评价标准对比。研究表明:该楼盖结构的人致振动舒适度满足设计要求;在跳跃、跑步等有节奏运动激励下,楼盖的振动响应较大;激励荷载的高阶谐波分量能引起楼盖的共振;分析人致振动舒适度应考虑建筑功能划分。

平面钢框架结构的几何与材料非线性分析

本文采用有限变形理论及内力屈服面塑性流动理论对平面钢框架的极限承载力进行了弹塑性大变形全过程分析.完成了4榀平面钢框架结构的极限承载力试验.试验与理论分析结果符合良好.

开口薄壁结构弯扭屈曲能量原理的有限变形理论分析

本文从最一般的有限变形理论出发,引入符拉索夫提出的“横截面形状不变”及构件中面内的剪应变为零这两条假设,导出了任意开口薄壁结构考虑几何非线性因素后的总势能表达式.从推导过程中可以清楚地了解各种因素的作用及影响.

不锈钢芯板一字形剪力墙抗震性能试验研究

为研究不锈钢芯板一字形剪力墙的抗震性能,完成了在不同轴压比、不同面板厚度以及不同芯管排布下,四个不锈钢芯板一字形剪力墙构件的拟静力试验,研究了构件在低周往复荷载作用下的变形特征和破坏模式,分析了构件在水平荷载作用下滞回曲线、骨架曲线、荷载特征值、延性系数、刚度退化、承载力退化以及耗能能力等抗震性能。试验结果表明:不锈钢芯板一字形剪力墙发生压弯破坏,且破坏形态均表现为构件根部位置的侧板与面板发生局部屈曲;面板厚度越大,承载力越高;当构件面板与侧板厚度相同时,可以保证面板与侧板能够协同工作,有较好的延性以及耗能能力;作为墙体两侧面板的连接件,芯管排布对构件抗震性能影响不大;增大轴压比会抑制面板的鼓曲,但会降低墙身的延性与耗能能力。

不锈钢芯板钎焊残余应力的有限元分析

利用有限元软件ABAQUS,采用热弹塑性有限元分析法对不锈钢芯板钎焊残余应力的大小及分布规律进行研究,并分析了各应力分量对钎焊接头区域的影响,最后探讨了钎料厚度、芯管厚度等8种因素对钎焊残余应力的影响。结果显示,不锈钢芯板中的钎焊残余应力主要集中分布在钎焊接头区域,在钎缝处有着较大的应力梯度。在钎缝处的纵向残余拉应力数值较大,是影响钎焊接头可靠性的主要因素。钎料厚度、搭接宽度及钎料种类对钎焊残余应力的影响较大,芯管厚度、面板厚度、芯管直径、芯管间距和钎焊温度对钎焊残余应力的影响很小。