双拼冷弯C型钢节点初始刚度及承载力理论计算研究

为了研究冷弯C型钢节点的受力性能,发挥其在冷弯薄壁型钢结构中的作用,建立双拼冷弯C型钢梁柱节点力学模型,依据力学原理分别对梁和节点板进行受力分析,建立模型的受力与变形的关系,得出节点在弹性阶段的转角变形及初始刚度的理论计算公式,并根据节点的不同破坏形态计算其屈服承载力。考虑节点板厚度、螺栓间距和C型钢尺寸三种主要影响因素,建立ANSYS有限元模型,进行模拟计算与分析,得到屈服承载力和初始刚度模拟值,将由理论公式计算的理论值与其进行对比验证。研究结果显示:屈服承载力和初始刚度理论值与模拟值均基本接近,说明理论计算公式是合理且可靠的,能够应用于冷弯薄壁C型钢节点的计算当中。

半刚性梁柱节点连接的初始刚度和结构内力分析

给出了考虑节点半刚性连接的线性化模型初始刚度的计算公式,推导了半刚性连接在荷载作用下的内力计算公式,讨论了半刚性连接对框架内力的影响。通过分析表明,半刚性连接的初始刚度主要与连接件的抗弯刚度、板厚以及螺栓的分布位置有关。半刚性连接框架受连接柔性的影响,钢框架采用半刚性连接会使横梁的杆端负弯矩减少,而跨中正弯矩要相应增加,按刚性连接设计不符合实际受力情况。其结果将高估由梁端传到柱的负弯矩而低估梁的跨中正弯矩,框架的半刚性连接对结构受力性能有明显影响,在钢框架分析和设计中,应考虑半刚性的影响。

半刚性节点初始刚度的组件式计算模型

为了简便、准确地模拟半刚性梁柱节点的力学性状,在欧洲规范(EuroCode3)组件方法的基础上,建立各种荷载模式下T型件的组件式模型,并通过将梁柱半刚性节点等效为一系列T型件的组合,建立由一系列等效弹簧与杆件组成的半刚性梁柱节点的组件式计算模型.与EuroCode3相比,该方法的特点在于以T型件为基本分析单元,采用单个弹簧代替多个弹簧来模拟每个T型件.结果表明,T型件的拉力-位移关系曲线与精细数值计算、试验成果吻合良好,且计算的梁柱节点初始刚度、弯矩-转角关系曲线与试验值很接近,验证了本文方法的正确性.

梁柱端板连接节点的初始刚度计算

将节点分为受弯端板、受弯柱翼缘和受剪节点域三类组件,分别计算各组件的初始刚度并将其进行组装,提出了端板连接节点初始刚度的理论计算方法。该方法考虑了端板有加劲肋、无加劲肋两种构造形式,考虑了螺栓预拉力对节点刚度的影响,考虑了柱翼缘对节点域刚度的贡献,通过与试验和有限元结果对比表明该方法具有足够的精度,可用于节点刚性的判断。最后利用理论方法对按照现行规范设计的端板连接节点刚性进行了初步评价,并讨论了端板加劲肋的影响。

T形件连接初始刚度的理论计算模型

将T形件连接中的栓板单元简化为弹簧单元,考虑螺栓预拉力的影响,用带弹簧支座的连续梁模型模拟受拉T形件,推导出T形件连接的初始刚度计算表达式。通过与试验、有限元以及欧洲规范的对比,发现该表达式对无预拉T形件连接刚度的预测好于欧洲规范,对有预拉T形件连接也能得出较理想的初始刚度。

加强式端板连接节点的初始刚度与抗弯承载力

针对需要局部加强的梁柱端板连接节点,考虑了柱翼缘用背垫板加强,节点域柱腹板用补强板加强的构造形式.将节点分为若干组件,求各组件初始刚度;对其中经过加强的组件,采用理论推导和有限元分析相结合的方法得出初始刚度表达式;然后将各组件初始刚度进行组装,得到加强式端板连接节点初始刚度.用屈服线法推导出含背垫板柱翼缘的设计抗弯承载力表达式,参照现行规范推导出其余影响节点承载力的组件的设计抗弯承载力表达式,取其中抗弯承载力的最小值,得出加强式端板连接节点的设计抗弯承载力表达式.通过与有限元计算结果对比表明加强式节点初始刚度的计算方法具有足够的精确性,可用于节点刚性的判断和参数研究.

顶底翼缘角钢半刚性连接的初始刚度和极限承载力研究

根据顶底翼缘角钢半刚性连接的受力特性、变形特点和破坏形态,对顶底翼缘角钢半刚性连接的初始刚度和极限承载力进行了研究。利用组件法和最小值法对顶底翼缘角钢半刚性连接的初始刚度和极限承载力进行了理论推导,得到了解析表达式和拟合公式,并与试验数据进行了对比分析。研究结果表明:所提出的拟合表达式能够较为准确地计算出顶底翼缘角钢半刚性连接的初始刚度和极限承载力,且与试验数据吻合较好,为此类半刚性连接的实用计算方法创造了条件。

外套管式梁柱节点初始刚度的理论计算模型

针对新型外套管式梁柱连接节点,考虑节点域外套钢板的构造形式,将节点分解为若干组件,求得各组件初始刚度;然后将各组件初始刚度进行组装,得到外套管式节点初始刚度。通过与相关试验结果和有限元分析结果的对比研究,表明外套管式节点初始刚度的计算方法具有足够精确性,可用于节点刚性的判断和参数研究。利用EC3规范对多高层钢结构中常用的外套管式节点进行定量判定,得出其为半刚性节点的结论。

考虑撬力作用位置的T型连接初始刚度计算方法

为考虑撬力作用位置对T型连接初始刚度的影响,更准确预测T型连接初始刚度,依据能量驻值原理推导出不考虑和考虑螺栓抗弯刚度时,T型连接撬力作用位置的预测公式,并给出了依据该公式确定普通钢和高强钢T型连接撬力作用位置的具体方法.在此基础上,给出了普通钢和高强钢T型连接初始刚度的计算流程.最后,采用该计算流程对一系列T型连接算例的初始刚度进行计算,并将理论计算和有限元模型计算结果进行对比.研究结果表明,理论与有限元模型计算结果的最大偏差在10%,以内,验证了撬力作用位置预测公式和T型连接初始刚度计算流程的合理性.

负弯矩作用下半刚性钢管混凝土组合节点初始刚度计算

"T形件"是组合结构梁柱连接节点的重要组件,文章利用组件法,以"T形件"为基本单元,分别给出了各组件的刚度计算方法,如钢筋抗拉刚度、柱壁抗压刚度、柱壁抗剪刚度、端板抗弯刚度、柱壁抗弯刚度、螺栓抗拉刚度,提出了负弯矩作用下端板连接半刚性钢管混凝土组合节点初始刚度计算公式;通过试验验证了所提负弯矩作用下组合节点初始刚度简化计算方法的正确性和准确性。该研究成果可为建立半刚性钢管混凝土组合框架设计方法提供科学依据。

有螺栓预紧力的T型连接初始刚度计算方法

为深入了解螺栓预紧力对T型连接初始刚度的影响,基于连续梁模型对有预紧力时不考虑和考虑螺栓抗弯刚度的T型连接初始刚度计算方法进行了研究,给出了其初始刚度的计算公式.对影响T型连接初始刚度的翼缘厚度和螺栓位置进行了参数分析,得到不同参数对有预紧力T型连接初始刚度的影响规律.研究结果表明,随着螺栓轴线至翼缘边缘距离的增大和翼缘厚度的减小,螺栓抗弯刚度对连接初始刚度的影响逐渐增大.对于有螺栓预紧力的普通钢T型连接,考虑螺栓抗弯刚度时初始刚度的计算结果较不考虑时提高约6%;但对于有螺栓预紧力的高强钢T型连接,考虑螺栓抗弯刚度的计算结果较不考虑时提高约30%.因此,对于有螺栓预紧力的高强钢T型连接,计算其初始刚度时不可忽略螺栓的抗弯刚度.

圆钢管混凝土柱高强单边螺栓T形件初始刚度计算方法

T形件作为半刚性钢框架梁柱节点连接的重要组件,其初始刚度对节点刚性的影响至关重要。目前,尚缺乏对圆钢管混凝土柱高强单边螺栓T形件初始刚度计算的研究。采用欧洲规范EN 1993-1-8中的组件法,以圆钢管混凝土柱高强单边螺栓T形件为对象,通过简化力学模型,分别给出了弧形端板的抗弯刚度、圆形柱翼缘壁的抗弯刚度、螺栓的抗拉刚度以及锚固钢筋的抗拔刚度计算公式。利用有限元软件ABAQUS,通过数值分析确定了重要影响参数,给出了可用于计算的系数曲线。提出了圆钢管混凝土柱高强单边螺栓T形件的初始刚度计算方法,给出算例以说明该计算过程,并通过试验验证了其准确性。研究表明,提出的计算方法可用于半刚性圆钢管混凝土组合框架的计算与分析。

基于组件法的穿心螺栓连接CFST柱节点初始刚度计算

本文基于EC3中的组件法,分析并建立了不同类型穿心螺栓连接CFST柱节点的力学模型,提出了EC3中未涉及的加强角钢的组件模型以及穿心螺栓连接刚度系数计算公式,推导了不同节点的初始刚度计算公式,试验结果和公式结果的对比表明,采用EC3给出的受拉螺栓刚度系数将大大低估穿心螺栓连接CFST柱节点的初始转动刚度,而采用本文所提出的考虑穿心螺栓预紧力的受拉螺栓刚度系数计算公式则与试验结果吻合较好.

带双腹板顶底角钢连接初始刚度研究

初始连接刚度在节点刚度分类和钢结构地震分析中占有很重要的地位,因此研究连接的初始刚度很有现实意义。主要研究带双腹板顶底角钢连接初始刚度的确定方法以及影响其性能的主要因素。

顶底角钢连接初始刚度的分析和研究

初始连接刚度在节点刚度分类和钢结构地震分析中占有很重要的地位 ,因此研究连接的初始刚度很有现实意义。首先从理论上探讨了顶底角钢连接初始刚度的计算方法 ,建立了有关连接初始刚度的半经验半理论计算公式。为了验证此公式 ,进行了 2个顶底角钢梁柱连接节点原型试件在往复荷载作用下的实验研究 ,得到了顶底角钢梁柱连接的连接刚度 ,分析了影响连接刚度的主要因素。最后 ,对理论计算公式得到的结果和试验结果进行了对比 ,结果表明 :此公式误差较小 。

加强式梁柱连接节点域初始刚度的计算方法研究

通过建立简化力学模型和修正节点域柱腹板的抗剪面积,提出一种较简便的节点域初始刚度计算方法,不仅能够灵活运用于柱翼缘和柱腹板加强的节点域刚度计算,也能够用于普通的未加强节点域的刚度计算。通过与试验和有限元结果的对比,表明本方法具有足够的精度,适于进行结构分析和参数研究。

冷弯型钢梁柱斜节点初始刚度研究

冷弯型钢梁柱节点刚度对结构承载力影响较大,因此对冷弯型钢梁柱斜节点进行研究。基于欧洲规范组件法计算冷弯型钢梁柱斜节点初始刚度,根据已有试验得到的梁柱斜节点变形特征和破坏模式分别进行理论和有限元分析,提出冷弯型钢梁柱斜节点的计算模型,推导节点初始刚度的理论计算公式。结果表明:试验结果与理论计算结果的平均误差为3.6%,说明公式比较可靠。此外,对冷弯型钢梁柱L形节点进行拓展分析,发现计算公式同样具有适用性。

塔形井架半刚性节点的初始刚度研究

为了研究塔形井架螺栓、销座耳板连接节点的半刚性力学性能,推导了单、双螺栓连接节点初始刚度的理论计算公式。以TJ2-41型钻机井架结构为例,针对销座耳板连接节点的构造和受力特点,利用有限元软件ANSYS对单销轴连接的双耳板结构进行了仿真分析,获得了连接节点的初始刚度值。

一种可调节初始刚度的橡胶阻尼器

由南京大德减震科技有限公司申请的专利（公开号CN 106567589A,公开日期2017-04-19）＂一种可调节初始刚度的橡胶阻尼器＂,涉及的橡胶阻尼器的特点是导向套内设有反压装置。该反压装置包括3根以上的预压钢丝绳以及与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳变向元件、钢丝绳自锁张紧锚具和1块浮动反压钢板。

顶底角钢连接初始刚度的分析和研究

初始连接刚度在节点刚度分类和钢结构地震分析中占有很重要的地位，因此研究连接的初始刚度很有现实意义，主要研究顶底角钢连接的初始刚度的确定方法以及影响其的主要因素。