基于数值分析的圆中空夹层钢管混凝土X型节点构件轴压及受弯性能分析

通过ABAQUS软件建立了圆中空夹层钢管混凝土X型节点构件在轴压作用下的数值分析模型,考虑了复杂接触、试件中空特性以及材料非线性等因素。利用10个圆中空夹层钢管混凝土X型节点构件轴压试验验证了轴压模型的准确性,并在轴压模型的基础上进行受弯性能研究。对圆中空夹层钢管混凝土X型节点开展了空心率影响分析,研究其在轴压作用下的破坏模式和纯弯作用下极限弯矩的变化。通过对比数值分析结果与试验结果,二者具有较好的一致性。研究结果表明,构件在轴压破坏模式主要分成3种,主管塑性破坏、内管塑性破坏和支管根部屈曲破坏;构件在纯弯作用下时,主管与支管尺寸相同,空心率越大极限弯矩越大;主管与支管尺寸不同,填充混凝土可以提高极限弯矩。

铸钢节点的工程应用与研究

随着空间结构的发展,铸造工艺的提高,铸钢节点在我国得到了日益广泛的应用。本文介绍了铸钢节点的应用概况,研 究了该类型节点的特性、分类以及铸造工艺、并对铸钢节点的设计提出几点注意事项,同时还介绍了铸铜节点的试验概 况。

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。

钢管混凝土桁架新型节点试验研究

对6个圆形钢管节点板式节点和6个钢管混凝土节点板式节点进行了对比试验研究。试验结果表明:空钢管试件在达到极限荷载时,节点板下空钢管发生严重局部屈曲而丧失承载力;钢管混凝土节点则在节点板下只发生轻微局部屈曲现象,具有较高的承载力。相比之下,钢管混凝土的承载力明显高于空钢管的承载力,并具有更好的延性性能。在钢管混凝土桁架中采用节点板式节点可比相贯节点更加方便、可靠。

复杂受力大直径焊接空心球节点的有限元分析与足尺试验研究

针对某体育馆拱形屋盖的超大直径焊接空心球节点设计的需要,对该球节点进行了有限元非线性分析和足尺模型试验研究。首先采用ANSYS软件的shell143弹塑性壳单元,同时考虑几何和材料双重非线性,通过有限元分析得到了该节点的应力分布规律,且在1.5倍设计荷载作用下,四号锥管根部首先屈服。然后,对该节点进行了足尺模型试验,试验结果表明:在1.4倍设计荷载作用下,四号锥管根部首先进入屈服,试验结果和有限元结果基本一致。基于研究结果,为工程节点设计提供了重要建议。

大跨度网壳结构铸钢球节点实体试验研究

通过对重庆奥林匹克体育中心体育场网壳结构铸钢球节点结构的实体试验,获得了球节点表面各测点应力值.结合理论计算和实体试验,对铸钢球节点的受力特点及传力路径进行了分析,指出其应力从管身到球体的变化规律.根据试验得到的铸钢球节点实际应力分布情况,按Mises强度理论对其承载能力进行了评价.将铸钢球节点管身应力与管脚应力的比值作为反映应力集中程度的重要指标,对此比值进行了分析并指出,大型铸钢球节点设计时,可以通过控制该应力比值优化应力传递路径.

铸钢空心球管节点受压极限承载力数值分析

采用四节点轴对称固体单元对受压的铸钢空心球管节点进行了非线性数值分析,通过比较实验结果与数值分析结果确保数值分析的可靠性后,由数值分析结果得出了铸钢空心球管节点受压状态下的应力分布、塑性发展过程以及破坏机理．进而为铸钢空心球管节点构造的优化设计提出了依据和建议并确定了铸钢空心球管节点受压时为弹塑性压曲破坏．在分析铸钢球管节点相关参数对该节点受压极限承载力的影响的情况下,采用以最小二乘法为原理的线性回归模式对铸钢空心球管节点受压承载力公式进行了回归,得出了铸钢空心球管节点的受压承载力公式．

方钢管柱-H形钢梁铸钢连接节点力学性能分析

为解决目前节点工艺中常见的构造复杂等问题,采用预制铸钢连接件代替方钢管柱-H形钢梁梁柱节点中的加强构件,形成梁柱铸钢连接节点.该简化节点具有施工方便、焊接热影响小等优点.基于变形协调原理提出方钢管柱-H形钢梁铸钢连接节点承载力理论,分析可知,梁柱铸钢连接节点所受荷载主要由铸钢连接件环板承担,钢管柱所承担荷载可忽略不计.基于拟静力数值分析可知,方钢管柱-H形钢梁铸钢连接节点往复加载后,节点域滞回曲线饱满,节点进入塑性后变形能力较强,并且有较好的延性和屈服后强度,有利于提高结构抗震性能,适用于地震区的框架结构.

铸钢空心球管节点的设计与研究

铸钢空心球管节点是一种新型的铸钢节点形式.本文通过对重庆奥林匹克体育中心工程中的铸钢空心球管节点的设计与有限元分析的研究以及节点的足尺模型试验研究,探讨了该类型节点的设计过程与分析方法,得出节点的空间受力特点,并对该类型节点的设计提出几点建议.本文的研究结果不仅对推广铸钢空心球管节点在工程中的应用具有一定的实际意义,而且可为即将编制的铸钢节点规范提供参考.

主管内填混凝土对矩形钢管节点受力性能的影响

为研究主管内填混凝土对矩形钢管节点受力性能的影响,探讨主管内填混凝土矩形钢管节点的受力机理,对比分析了主管内填混凝土矩形钢管节点和空钢管节点的受压、受拉和受弯性能,结果表明主管内填混凝土能够改善节点的受力性能,显著提高矩形钢管受压节点的承载力,受压节点的破坏模式转变为横向局部承压破坏;对矩形钢管受拉节点承载力提高不明显,但提高了节点的刚度,改变节点的破坏模式;能够提高受弯节点的刚度和承载力,其破坏模式可采用支管受拉翼缘有效宽度模型.主管内填混凝土后矩形钢管节点的承载力可根据对应的破坏模式来计算.

大直径焊接空心球节点足尺试验研究

通过对某体育中心屋盖拱形桁架支座的焊接空心球节点的足尺模型试验,获得了该节点的应力应变分布情况和极限承载力.为了探讨理论设计方法,采用AN SY S有限元分析软件,采用she ll143壳单元建模,同时考虑几何和材料双重非线性进行有限元分析.结合试验结果和有限元分析结果,验证有限元模型和分析方法的合理性,并对球节点的受力性能和承载力进行评价,同时为复杂节点设计提供参考.

焊接空心球节点钢管焊趾处应力集中试验研究与有限元分析

采用试验和有限元的方法研究了焊接空心球连接节点中钢管焊趾处的应力集中特性。研究表明:焊接空心球连接节点的钢管焊趾处的垂直焊缝应力、环向应力和径向应力均为拉应力,其中垂直应力最大,环向应力约为垂直应力的1/2,径向应力最小。钢管焊趾处的热点应力随空心球外径和钢管壁厚的增大而增大,随空心球壁厚、钢管外径和焊脚尺寸的增大而减小。建立焊接空心球节点钢管焊趾处的热点应力集中系数求解公式,为建立以热点应力幅为参量的焊接空心球节点钢管焊趾处的疲劳设计方法奠定基础。

矩形钢管焊接空心球节点的有限元分析

针对矩形管焊接空心球节点这一特殊的壳体,采用ANSYS有限元程序、理想弹塑性应力—应变关系和Von-Mises屈服准则,同时考虑几何非线性的影响,对矩形钢管焊接空心球节点的承载力进行较为详细的计算分析,在已有工作的基础上,进一步通过有限元分析考察其承载能力的影响因素,特别对管边长与球径之比槡ab/D不同的节点,通过对大量计算结果的拟合分析,对现有承载力计算公式提出了改进。

网(壳)架及轻钢结构设计、施工及检验的有关问题探讨(上)

了解规范的来龙去脉,有助于灵活处理工程中遇到的相关问题.本文探讨网架、网壳及轻钢结构的设计、施工、检验中的有关问题,主要内容包括:空心球厚簿不匀;螺栓球节点"马蹄缝"、"假拧";螺栓球网架起拱及挠度控制;高强螺栓的材料、级别、等强;混合节点;施工安装验算;钢材与杆件拼接;焊缝等级、缺陷、可焊性及化学成份;杆件旁弯,试验及加固;荷载与侧移等.

焊接空心球节点在输电线路大跨越钢管塔中的应用

焊接空心球节点连接输电线路大跨越钢管塔构件是一种比较理想的节点处理方式,但常规的球节点承载力计算理论对于超大直径薄壁焊接空心球节点无法适用。结合舟山与大陆联网特大跨越输电高塔工程设计实例,通过非线性有限元分析,对无加劲肋和加劲空心球节点的受力特性、破坏形态和极限承载能力进行研究,并通过对正交试验结果的方差分析指出加劲肋各因素对节点承载力水平的影响,研究结果对工程设计有较好的指导意义。

铸钢空心球节点与焊接空心球节点的性能比较

铸钢空心球节点是一种新兴的节点形式,而焊接空心球节点是工程中已被广泛采用的节点形式。本文首先将铸钢空心球节点与焊接球节点在材质与节点构造两方面进行了比较分析,研究了两节点材质与构造的差异。然后利用有限元软件ANSYS对比分析了两类节点的应力分布特点及破坏机理,得到了铸钢空心球节点的受力特性。最后通过与焊接球节点设计方法的比较,探讨了铸钢空心球节点的设计与计算方法。本文的研究结果不仅对推广铸钢空心球节点在工程中的应用具有指导意义,而且可为我国即将编制的铸钢节点规范提供参考。

德国内森巴赫山谷高架桥:技术与环境景观成功结合的典范

德国斯图加特市的内森巴赫山谷高架桥将结构布局与环境景观得到了充分的协调与统一。在结构设计方面,展示了轻结构的设计理念,混凝土薄板在空间钢管桁架的承托下跨越山谷,桥墩为树状的集束钢管构造,将整体钢管铸钢节点运用于空间钢桁架的杆件连接及其与混凝土板的连接。在桥梁建筑方面,用横向椭圆形的钢管拱承托声屏障与自行车道,并与两端隧道门洞自然衔接,其蜿蜒、通透的银色形体构成了山谷间的一道风景线。

矩形钢管空腹桁架人行天桥“TT”型节点受力性能

采用有限元数值分析方法,对某矩形钢管空腹桁架人行天桥"TT"型空间节点的受弯性能进行了研究。结果表明,空间受弯节点在下平联荷载作用下,最大应力发生在宽度比较小的弦管受压腹板上;空间受弯节点的主要破坏模式有:与下平联下翼缘板连接处的弦管腹板压跛破坏,下平联上翼缘板与弦管连接处的钢材或者焊缝断裂破坏,或者两者的联合破坏;由于平面内、外弯矩的共同作用,空间节点的抗弯承载力降低,不能单独地按照平面内或者平面外抗弯承载力来计算,而应考虑两者的相互影响。下平联与弦管不同连接位置对承载力影响不大,但采用中间连接方式的弦管应力最小且应力集中程度最低。

黄金树结构两种节点可选方案的性能比较

根据深圳文化中心黄金树结构的工程实际情况 ,对该复杂的大型的空间结构的两种可选节点方案 ,从受力特点 ,经济性能 ,施工工艺等角度对两种节点方案进行了比较。

弯矩作用下铸钢空心球节点承载力的有限元分析

以弹塑性理论为基础,应用有限元软件ANSYS对几十种不同规格的铸钢空心球节点在弯矩作用下的承载力进行了非线性有限元分析,得出了节点在弯矩作用下的破坏机理及极限承载力;并采用以最小二乘法为原理的线性回归模式回归了铸钢空心球节点在弯矩作用下的承载力计算公式。