钢桁结合梁整体节点及细节构造设计与研究

研究目的:(1)研究确定腹杆与节点板间合理的连接方式,使腹杆与节点板间传力简捷明确,腹杆端部应力分布均匀,提高腹杆抗疲劳性能;(2)研究确定横梁与弦杆间合理的连接方式,使横梁上翼缘接头构造满足结构疲劳性能要求,避免与之连接的下弦杆竖板发生层状撕裂破坏;(3)研究确定钢桁结合梁桥整体节点细节构造,使受力复杂的整体节点传力简捷明确,避免应力集中,改善结构疲劳性能。研究结论:(1)腹杆与节点板间采用全截面拼接,腹杆应力分布均匀,节点刚度大,杆件抗疲劳性能好。(2)横梁上翼缘接头板与弦杆间采用大弧过渡及熔透焊缝,焊缝质量等级要求为Ⅰ级,焊缝端部要求打磨锤击处理,可满足此处焊接疲劳性能要求。弦杆与横梁相交处,弦杆竖板突出30 mm并采用Q370qE-Z25钢材,可避免此处弦杆竖板发生层状撕裂。(3)在整体节点及其它钢结构设计细节中,贯彻大弧、缓坡、打磨、锤击等防裂、防断措施。可有效提高整体节点和其它细节构造的疲劳性能,满足结构抗疲劳性能要求。

大连国际会议中心复杂钢结构节点深化设计技术

在大连国际会议中心复杂钢结构节点深化设计中,采取了调整杆件方向、杆件截面替换、次要杆件偏心处理、节点间距离调整以及采取节点处加劲板对应公用、节点板加劲板加密、杆件翼缘做弯折加劲处理、节点处的上下翼缘做整板、角部做圆弧过渡、节点处杆件做变坡处理、节点处H型钢做封箱处理等措施,进行了多杆件复杂节点的深化设计,并采取了有效技术措施,在控制焊接变形、减小焊接残余应力影响的前提下保证了加工精度。

箱形容器圆形法兰-板壳结构的焊接变形及控制

箱形容器圆形法兰-板壳结构作为典型的具有封闭焊缝的焊接结构,对其焊接变形特征、机理和控制措施进行研究.结果表明,焊后法兰圆周各区域产生不同程度的内凹塌陷变形.环形角焊缝角变形趋势下的壁板近缝环形区域的倾斜变形是塌陷变形的直接原因,而环形角焊缝焊后的周向收缩促使壁板环形区域进一步倾斜下榻导致其上法兰的下榻及失稳内凹变形.在环焊缝下方的低刚度壁板内侧设置紧密接触的、足够尺寸的环形临时补强板的变形控制措施,可使圆形法兰-板壳结构焊后法兰下榻位移和圆度较原始值下降60%,焊接变形得到有效控制.

厚板焊接箱形梁轮压作用在下翼缘悬臂板上的简化计算

本文介绍了轮压作用在下翼缘外伸悬臂板上的厚板焊接箱形梁的简化计算方法、施焊工艺以及该梁的静力、疲劳性能和焊接残余应力的分布概况。亦可供类似梁作设计参考用。

焊接盖板螺栓连接钢框架抗倒塌动力分析

为了研究焊接盖板螺栓连接(the welded cover plate flange connection,CWP)钢框架结构的动力抗连续倒塌性能,通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了钢框架梁-柱子结构精细化有限元模型,用以验证Florea Dinu完成的中柱移除的钢框架梁-柱子结构静力试验.从模拟中提取的荷载-位移曲线和破坏模态与试验对比吻合良好,能够较好地预测出子结构在中柱失效后破坏的全过程.在成功验证有限元模型的基础上开展参数分析,通过采用瞬间去柱的加载方式研究钢框架梁-柱子结构动力响应.研究表明,采用有限元分析得出的动力抗力要高于能量法分析所得结果,但更加接近实际情况,建议采用有限元模拟的方法将静力承载能力转化为动力承载能力;瞬间去柱的破坏模式与静力试验的破坏模式较为接近.

大型箱型柱(梁)的制造工艺

国内某一大型炼钢工程钢结构制造中采用了大量的箱型柱(梁)结构,由于该构件的体积大、单件重、质量要求高。从构件的组对工艺、焊接工艺控制入手,在产品的制造过程中严格执行工艺、加大质量保证措施的控制和执行,使该产品的制造工作顺利进行。

大型钢柱、梁的“H”型钢制作工艺

“H”型钢常用做钢结构中的龙骨,其制作技术高、难度大、工艺要求严格。制作合格的H型钢,需要多工种协作完成。介绍了热轧板公司板坯库钢结构厂房吊车梁、钢柱中起龙骨作用的主体结构——“H”型钢下料、组装、焊接、矫正等制作工艺。

钢管塔刚性法兰设计研究

结合特高压工程中钢管杆塔的设计实践,对比分析DL/T 5154—2002《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》、DL/T 5254—2010《架空输电线路钢管塔设计技术规定》以及CECS236—2008《钢结构单管通信塔技术规程》等规程对于刚性法兰设计计算的条文规定,梳理刚性法兰的计算公式,比较各公式计算结果的差异。DL/T 5254—2010与其他2个规程相比,法兰板的计算结果略大,加劲板的计算结果稍小;对DL/T 5254—2010刚性法兰计算公式中设计参数的确定提出建议。

携裂纹翼缘板加强型节点抗震性能试验研究

为了研究梁翼缘端部角焊缝处裂纹位置对节点抗震性能的影响,针对翼缘板加强型节点设计了3个局部试件和2个1/2缩尺试件,分别进行拉卸循环加载试验和低周循环往复加载试验,分析节点指定路径不同裂纹位置上的力学性能。研究表明:存在初始裂纹试件的滞回耗能、承载力和延性性能均有所降低,初始裂纹存在的位置直接影响试件裂纹扩展、应变分布及断裂情况,其中位于加强板端部角焊缝中部位置的初始裂纹对节点的力学性能影响更为显著。

新型法兰管焊板式X型节点力学性能分析

文章在基于传统X型节点的基础上提出新型的X节点型式,在该节点型式中主要采用了焊板式连接,而各支管的连接则采用法兰连接的方式。为验证该节点型式的可行性,文章针对此种型式设计了3个节点模型,并对其进行了承载能力极限状态的分析。同时文章以变电站构架结构为参考,结合安徽送变电站220 kV构架交叉端撑的设计,讨论了该节点型式在实际荷载工况下的力学性能。研究结果表明,该新型节点型式的极限承载力性能优于传统的X型节点,可较好地解决变电站等钢管塔架中的复杂节点的连接问题。

翼缘扩大型节点与传统节点的受力性能对比分析

为了研究翼缘扩大型节点的力学性能,对比分析其与塞板焊接节点及传统钢结构梁柱连接节点的受力性能差异,设计了一种翼缘扩大型梁柱连接节点.采用ABAQUS分析软件对三种节点在单调荷载下的受力性能进行分析,研究翼缘扩大型节点在实际结构中应用的可行性,并对比分析三种节点的性能差异.结果表明,翼缘扩大型节点能够有效改善节点的受力状态,改善节点区域应力分布问题,使节点梁端的塑性铰出现区域向跨中转移;与塞板焊接节点以及传统节点相比,翼缘扩大型节点承载力较高,且节点域柱与梁端应力分布较为均匀.

不同位置焊缝对翼缘板加强型节点断裂可能的影响

为了分析翼缘板加强型节点处各焊缝残余应力对节点断裂可能的影响,利用有限元软件ABAQUS对翼缘板加强型节点进行拟静力循环加载模拟,针对不同的应力路径,考虑不同焊缝的残余应力影响,对各项断裂指标进行对比和分析。研究表明,翼缘板加强型节点可以有效降低梁柱连接处的断裂可能,但翼缘加强板端部角焊缝位置附近发生断裂的可能性较大,在施焊过程中,应尽量避免此处的焊接缺陷生成。

提高高颈法兰液态模锻质量的方法

研究了高颈法兰的一种成形技术.针对薄壁高颈法兰零件,设计了一种特殊的液态模锻技术,通过对颈部与盘部实施不同的压缩量,解决了高颈法兰普通液态模锻中颈部与盘部致密度不一致而引起性能不均匀的问题.实验结果表明,该技术可以提高法兰颈部的组织和力学性能,消除短板效应,提高高颈法兰的整体质量.

采用激光焊的行李箱外板上段冲压工艺研究

行李箱外板上段与下段采用激光焊结构,对成形制件搭接边的表面质量及尺寸精度要求较高,由于翻边深度较深,翻边时产生坑包波浪且回弹严重,针对翻边后回弹及表面质量缺陷等问题,从制件结构及工艺设计两方面进行优化,提高成形制件尺寸精度及面品质量,缩短模具调试、整改周期,降低整车制造成本,提高市场竞争力。

焊接工艺对波形钢腹板焊接细节残余应力的影响

为得到一种较优的波形钢腹板-翼缘板焊件焊接工艺,以头道河大桥为工程背景,采用ABAQUS建立了3种不同加载工况下的焊接数值计算模型,得到了焊接过程中焊件的温度场变化,并对比了单面焊件在不同焊接顺序下的纵向残余应力分布,分析了单面焊件和双面焊件在折角区域焊缝的纵向残余应力分布,考虑了变截面对关键细节纵向残余应力的影响。结果表明:焊缝附近的等效残余应力接近Q345钢材的屈服应力,不容忽视;合理的焊接顺序能够降低单面焊件在折角区域焊缝的纵向残余应力;对于双面焊件,先焊一侧的焊缝应力水平低于单面焊件的,而后焊一侧的焊缝应力水平则高于单面焊件的,为减小折角焊缝区域的纵向残余应力,建议采用先焊折角圆弧外侧,再焊圆弧内侧的双面焊焊接工艺;关键细节的纵向残余应力与翼缘板厚度呈负相关。

钢管塔锻造带颈法兰轴拉性能分析研究

文章提出一种新型锻造带颈法兰,该法兰采用内大坡外小坡截面型式,颈部内侧坡度约为15°,外侧坡度约为5°。与常规锻造带颈法兰相比,该法兰的螺栓圆更靠近主管外壁,法兰板更厚,有效减小了螺栓偏心受力效应。通过该法兰的轴拉性能试验,重点研究法兰板厚度对节点整体受力的影响程度。基于试验法兰的有限元分析模型,进行轴拉受力模拟分析,并将模拟结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元结果的准确性和可靠性。有限元分析结果进一步揭示法兰典型部位的应力和盘面接触应力分布情况,结果表明该新型法兰节点安全可靠。

焊接H型钢用热轧翼缘板产品的开发及研制

介绍了天铁轧二制钢有限公司通过充分的市场调研,采用合理的原料,不断地研究和改进生产工艺,成功地开发研制了“焊接H型钢用热轧翼缘板产品”,取代了多年用钢板切割、裁剪制作的复杂传统工艺。减少了焊接H型钢用料的加工工序,节省了工时,降低了成本,取得了较好的经济效益和社会效益。

筒体与法兰盘焊接裂纹原因分析

本文针对磨煤机筒体与法兰盘焊接过程中出现的裂纹问题了实验，通过对法兰盘的化学成分、硬度、金相、能谱进行测试，对筒体与法兰盘焊接过程中产生裂纹的原因进行了详尽的分析，并提出了相应的预防措施。

钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法

对钢结构焊接变形的种类、矫正方法做了分析,着重介绍了火焰矫正,并从翼缘板的角变形、柱、梁、撑的上拱与下挠及弯曲、柱、梁、撑腹板的波浪变形等方面阐述了解决不同部位变形的施工方法,并提出了火焰矫正的注意事项,以供施工人员参考借鉴。

钢结构焊接翼缘板加强式梁柱刚性连接滞回性能试验研究

焊接翼缘板加强式梁柱刚性连接是塑性铰外移以提高连接塑性变形的一种改进形式。为考察这种连接形式在循环荷载作用下的滞回性能,共进行了4个1/2模型的拟静力加载试验,研究了梁翼缘宽厚比、腹板高厚比对连接性能的影响和节点域强弱对连接塑性转动能力的影响。作为比较,还进行了一个盖板加强式梁柱刚性连接的试验。试验结果表明,这种连接形式性能优良,所有的试件都没有发生脆性破坏,都能确保塑性铰转移到加强板以外,梁端塑性转角介于0.044～0.054rad之间,达到了特殊抗弯钢框架连接塑性转动能力不小于0.03rad的要求。在试验过程中所有的加强板都没有发生局部屈曲。在满足我国抗震规范要求的前提下,增大梁翼缘的宽厚比,梁翼缘更易于发生塑性局部屈曲,但对极限承载能力和变形能力的影响不大;减小梁腹板的高厚比则对承载能力的影响较明显;较弱的节点域,会显著降低连接的承载力,但可提高其变形能力。