刚节点钢连接梁循环静载试验

提出一种新型的钢梁与钢筋混凝土桥墩刚节点连接形式,即通过在主梁下部增设连接梁,将刚节点部分下移至混凝土桥墩的顶部。通过对三种不同试验模型进行静载反复试验,获得了有关这种新型结构性能方面的有效数据。试验结果表明,该结构内部应力传递路径明确,即使在发生很大变形的情况下,也能保持良好的能量吸收功能。增加连接梁高度和剪力传递螺栓数量对结构整体抗震性能的提高有着明显改善。

有关钢梁与钢筋混凝土桥墩的新型刚节点结构形式的开发及其抗震性能的实验性研究

钢梁与钢筋混凝土桥墩的刚节点结构形式是组合结构桥梁的一种重要形式之一。通过将钢梁与钢筋混凝土桥墩进行刚节点结合,增加了桥跨结构的超静定次数,从而可大大提高桥梁结构的整体性及抗震性能。此外,在内力分配上,使得在桥梁的支点处,原本由钢梁单独承担的支点负弯矩变成由钢梁和钢筋混凝土桥墩共同承担,从而减轻了钢梁的负担。采用刚节点结构形式,既充分利用了钢与混凝土各自的优点,又节省了上部结构的钢材使用量。此外,由于省去了钢梁和桥墩间支座的使用,降低了桥梁的建设成本以及建成后的维修管理费用。基于以上特点，该结构形式目前在一些发达国家，如日本、法国、德国等，已受到愈来愈广泛的重视和应用。在目前已被使用及开发的刚节点形式的基础上，研究和开发了两种全新形式的刚节点结合形式，并通过静荷载反复实验，分别对它们的耐力及抗震性能进行了基础性实验研究，并就组成结构的各部件的合理化设计提出了具体的建议及理论依据，为结构设计的规范化以及研究成果在实际工程中的推广和应用奠定了基础。本研究的主要内容如下： 新型刚节点结构形式之一：利用高强螺栓连接的钢梁与钢筋混凝土桥墩的刚节点结构。该结构形式的主要结构特征是通过在桥墩内部预设可传递剪力的钢板(称“剪力传递钢板?

倒L型钢筋混凝土桥墩刚节点结构设计研究

刚节点是倒L型桥墩结构受力的关键部位,但现行规范尚无刚节点构造细节和计算方法的详细规定。文章通过对倒L型钢筋混凝土桥墩刚节点结构的受力理论分析、刚节点开裂数值模拟、裂缝处理方案等多方面进行研究,提出倒L型钢筋混凝土桥墩刚节点结构优化设计建议。

参照多尺度模型的钢桁梁节点刚域优化

在整体节点钢桁梁桥计算中往往采用带刚臂梁单元模拟整体节点板的刚度增强效应以提高计算精度。该文以中山联石湾大桥为工程背景,提出并验证了一种以桁梁多尺度模型为参照对节点刚域模拟进行优化的方法。选取5个连续的标准节段作为研究对象,利用Ansys分别建立刚臂梁单元模型和带节点板子结构的桁梁多尺度模型,并施加相同的边界与荷载条件。以多尺度模型的主桁挠度作为目标挠度,通过改变节点刚臂长度使刚臂梁单元模型主桁挠度与目标挠度拟合,实现挠度拟合时将节点刚臂长度代入全桥模型中进行后续计算,此过程实现了节点刚臂长度的优化。对优化前后的3种模型进行施工过程和成桥状态的计算分析,有限元计算结果与实测数据对比表明:对节点刚域优化后的理论挠度始终与实测数据较吻合,在最大悬臂工况下,将节点区域全部视为刚域的理论最大挠度仅占实测值的26.6%,而不考虑刚域影响的理论最大挠度为实测值的124.1%,其误差反而小于过高估计刚度的情况,说明优化后的计算模型较好地模拟了该桥的实际刚度,而节点刚度增强效应模拟不准确导致的误差反而可能大于忽略刚域的误差。

考虑整体节点刚域模拟影响的钢桁梁力学效应分析

在钢桁梁整体节点板的传统分析方法中,杆件长度取为节点之间的理论距离,节点一般按刚接或铰接处理,不考虑节点刚域的影响,导致实测刚度大于理论计算值。针对这一不足,以榕江特大桥[(110+2×220+110)m连续钢桁梁柔性拱组合桥]为背景,选取2个完整节间,分别建立常规梁单元模型、多尺度模型和刚臂梁单元模型,对比3种模拟方法下各杆件的内力和组合应力,研究整体节点板刚度对结构力学效应的影响。结果表明:考虑节点刚域影响时可获得较为理想的计算结果;常规梁单元模型弱化了节点刚度,导致结构刚度偏低;多尺度模型能提高分析的精度,但处理过程过于复杂;刚臂梁单元模型计算结果偏于安全,可作为模拟节点刚度的一种简便方法。

考虑节点刚域影响的钢-混组合桁架梁桥行车动力响应分析

为研究节点刚域对钢-混组合桁架梁桥行车动力响应的影响规律,以某新建桥梁为例,利用自主开发的TRBF-DYNA软件开展列车-轨道-桥梁耦合系统振动响应研究.分别采用有限元方法建立考虑节点刚域的轨道-桥梁子系统整体三维模型;采用多刚体动力学方法建立31自由度车辆子系统模型,应用轮轨空间滚动接触模型模拟轮轨间可分离的接触关系.首先分析了节点刚域对桥梁自振特性的影响;继而研究了节点刚域和行驶线路对列车走行性以及桥梁整体和局部杆件动力响应的影响.结果表明:考虑节点刚域显著提高桥梁刚度;同时,桥梁的竖向振动位移峰值和加速度峰值减小30.00%~35.15%;钢腹杆内力显著提升,其中弯矩会增大90.41%~224.02%;但节点刚域对列车行车安全性指标影响较小.双线行车较单线行车引起的桥梁动力响应显著增强,其中横竖向加速度峰值将分别增大114.29%和100%;钢腹杆的应力有所增加,但并非成倍增加.建议在研究钢-混组合桁架梁桥行车动力响应时考虑节点刚域的影响.

用于RC框架-轻钢增层混合结构的露出式刚接节点抗震性能试验研究

上下部结构的连接节点是RC框架-轻钢增层混合结构抗震设计的关键所在,对两个上柱分别为工字形和箱形的露出式刚接混合节点进行低周反复加载试验,通过对比分析节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、强度退化、刚度退化、耗能能力,研究了RC框架-轻钢增层混合结构的上部结构截面形式的不同对露出式刚接节点抗震性能的影响。试验结果表明:两个试件均在混凝土梁根部发生剪切破坏,上部为箱形钢柱的节点,滞回环更为饱满,捏拢较少,承载能力、强度与刚度退化能力、等效黏滞阻尼系数、耗能能力等均优于上部为工字形钢柱的节点;保持下部结构不变,上部选用箱形钢柱,有利于提高节点的抗震性能。

节点刚域对钢空腹梁的影响分析

本文分析了剪力键节点刚域对钢空腹梁的影响,采用有限元软件ANSYS进行钢空腹梁静力性能分析。通过改变梁高使空腹梁,得到剪力键在空腹梁工作时的位移变化规律。分别采用SHELL181和BEAM188两种单元,改变剪力键方钢管壁厚对空腹梁进行对比研究。得出上下肋与剪力键相交形成的节点刚域对空腹梁整体的挠度影响较大。在钢空腹梁简化时,应该考虑剪力键节点刚域的影响。

钢筋混凝土框架结构梁柱节点刚域应用性研究

采用设计软件PKPM对钢筋混凝土框架结构梁柱节点刚域的应用性进行研究,分析了不同柱截面尺寸、梁高、设防烈度下梁柱节点刚域对结构整体性的影响,并对如何实现梁柱节点刚域进行了研究分析。研究结果表明,当梁柱截面较大时,宜考虑梁柱节点刚域对结构整体性的影响,且柱截面是影响是否考虑梁柱节点刚域的主要因素。

中部节点刚接型弦支穹顶结构分析

中部节点刚接型弦支穹顶结构,通过将单层网壳中心区域没有竖向撑杆支撑的网壳节点改为刚接来加强中心区域,从而提高弦支穹顶结构的稳定承载力,本文对设计模型进行分析,论证结论的正确性。

节点刚接与螺栓连接的屈曲约束支撑框架结构抗震性能

为研究刚接和螺栓连接两种不同梁柱节点连接方式的屈曲约束支撑框架(buckling restrained braced frame,BRBF)结构的抗震性能。首先设计了水平分担率分别为20%、30%、40%的8层梁柱节点刚接的BRBF结构(TM模型)为基本的研究模型,然后通过对梁柱节点转换得到相对应的3个8层梁柱节点螺栓连接的BRBF结构(SM模型),运用CLAP软件对模型进行静动力弹塑性分析。结果表明:梁柱节点从刚性连接改为螺栓连接后,结构首层和顶层失效时的最大破坏层剪力降低了1/2,两种模型均表现出中下部楼层变形突出的特征;在地震波作用下,SM模型的层间位移均明显大于TM模型,但两组模型的层间位移均控制在1/50(失效点)以内,且几乎都大于弹性层间位移角1/250,都呈现先增大后减小的规律;TM模型与SM模型的BRB吸收塑性变形能量基本相差不大,且都出现往中下部楼层集中的现象;两组模型滞回曲线饱满,但SM模型的滞回曲线面积大于TM模型,因此地震需求耗能更多。

节点刚域对钢桁架桥的施工控制计算影响分析

为了研究节点刚域对大跨度钢桁架桥施工过程受力影响。针对金山铁路黄浦江特大桥,运用MIDAS/Civil有限元软件分别建立了考虑节点刚域和不考虑节点刚域效应的计算分析模型,分析了其在最大悬臂工况下两种模型的变形结果,并与实测数据进行了比较分析。结果表明:考虑节点刚域和不考虑节点刚域在悬臂施工中对桁架结构的变形有很大影响。在不考虑节点刚域时结构刚度较实际刚度小,与实际测量数据相比较相差约20%;而在考虑节点刚域后的计算结果与实际相比相差基本上在5%以内,与实际结构刚度比较接近。

节点刚域对框架结构抗侧刚度的影响

节点刚域对框架结构的刚度和构件内力设计值的选用有一定的影响。为了研究节点刚域对框架结构抗侧刚度影响的机理,根据框架结构的组成,分为平面框架和框筒两个层次进行。首先利用Abaqus实体单元模型校准Etabs杆单元加刚臂模型。然后,变化参数如平面框架和框筒的高宽比以及竖向刚域、水平刚域、全刚域的施加等,利用Etabs模型研究节点刚域对框架抗侧刚度的影响。最后,通过实际工程分析,验证了节点刚域对结构抗侧刚度影响的适用性,为工程设计提供参考。

节点刚域在框架结构中的计算影响

在不同的结构体系中,节点刚域对于结构的整体刚度和构件的内力计算都有一定的影响。而在框架结构中,节点刚域的影响尤为显著。现以实际工程为例,对比了高烈度区在地震工况下,梁端、柱端的节点刚域在均考虑、均不考虑和只考虑其中一个时,四种情况下的结构模型,从而对考虑节点刚域后结构整体刚度和构件的内力进行了分析研究。

节点刚域设置对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响

在钢筋混凝土框架结构地震反应分析中,节点区域因具有相对较大的刚度而设置一定范围的刚域。刚域范围的设定对钢筋混凝土框架结构的地震反应和损伤发展历程具有明显的影响。文章采用基于柔度法的纤维有限元方法,考察了不同的刚域设置方法对结构地震反应和损伤发展的影响,并结合我国抗震设计的实际情况给出了相应的设计建议。

考虑整体节点板刚域效应的钢桁悬索桥结构特性研究

钢桁加劲梁杆件交汇节点位置局部刚度得以加强,杆件轴向、弯曲和扭转刚度相应增大,存在整体节点板刚域问题。为研究整体节点板刚域效应对钢桁悬索桥结构静动力学特性的影响,以矮寨钢桁悬索桥为研究背景,利用有限元对比分析手段,通过考虑刚域增强效应的刚臂梁单元模型分析结果与普通梁单元模型分析结果进行对比研究。研究表明,整体节点板刚域对结构的竖向刚度、桥塔纵向刚度有一定提高;钢桁架腹杆受力明显增大;对结构主缆、吊索静力特性以及结构动力特性影响较小。

考虑节点刚域影响的巨型框架结构分析

针对巨型框架结构体系的受力特点,结合相关文献,提出了剪切变形对巨型框架的影响不可忽略,应采用D值法进行计算水平荷载作用下的巨型框架结构,通过理论推导证明巨型结构考虑节点刚域的必要性,并结合D值法提出适合巨型框架结构的等效截面法,结合算例来给出在巨型框架结构的计算中可以利用等效截面法来考虑节点刚域对巨型框架结构的影响的计算方法。

应力冲击波在结构节点的反射和透射

应用固体冲击波理论,分析杆中一维压应力冲击波,通过结构十字形刚节点时的反射和透射行为,建立估算反射波和透射波波后参数估算公式．

关于刚接平面桁架次内力的探讨

平面桁架内力计算一般都假设为理想状态,不考虑次应力问题。但在实际问题中,次应力问题不可避免。引起次应力的因素有很多。本文假设一桁架并通过内力计算着重讨论了将桁架铰接节点假设为刚接对桁架杆件内力的影响。

交通工程长条形地下结构平面框架计算问题探讨

交通工程长条形地下结构具有荷载大、恒载占总荷载比例高、构件截面尺寸及配筋量大、通常采用平面框架计算模型的特点,结合现行设计规范要求,通过典型工程算例对比对这类模型中杆件计算长度取值、节点刚域处理及结构正截面配筋计算中压应力考虑原则对计算结果的影响进行探讨。进而对这一类地下结构的设计计算提出优化建议,提高结构设计经济性及施工便利性,提升交通工程建设碳效益。