钢空腹夹层板剪力键节点域力学特性对比分析

空腹夹层板是一种新型装配式屋盖(楼盖)结构形式,造型美观节约层高且具有良好的空间协同工作特性。剪力键是空腹夹层板形成空间协同工作体系的关键节点。为研究由圆形钢管(CHS)、矩形钢管(RHS)和菱形钢管(DHS)组成的三种类型剪力键节点域在水平荷载作用下的应力分布规律和刚度变化特征,建立了节点域数值模型进行参数化分析,综合考虑了加劲板宽度(bs)和方钢管厚度(t0)的变化,得出了各参数对各节点应力分布规律和刚度特性的影响程度。研究结果表明:加劲板宽度和钢管厚度的变化对三种类型节点的强度和刚度均有不同程度影响。其中,采用增大加劲板宽度的措施对于圆钢管和矩形钢管节点的受力性能提升较菱形节点更为有效。未设置加劲板或者加劲板宽度较小的情况下,由于菱形节点具有更合理的几何形态,因此菱形钢管节点局部受拉、压性能以及抗弯刚度等性能优于圆形钢管和矩形钢管节点。研究结论可为不同类型结构工程应用提供参考。

蜂窝型钢空腹夹层板剪力键的设计与屈曲稳定分析

蜂窝型钢空腹夹层板剪力键节点是典型的三向受力节点。为科学地对该节点进行设计,基于大型通用有限元软件ANSYS,建立3种计算模型,对盖板和加劲板对节点模型的屈曲模态、屈曲承载力系数以及von Mises应力影响进行分析和对比。分析结果表明:盖板和加劲板对节点的屈曲形态影响较大;无盖板和加劲板时剪力键圆形钢管容易发生屈曲;增设盖板和加劲板可以增大剪力键节点的屈曲荷载系数,增大节点的承载力,节点达到屈曲时所能承受的von Mises应力最大,最大值不超过材料的屈服强度,满足相关要求。

贯通内隔板对矩形和圆形钢管剪力键节域受力特性影响的对比分析

钢空腹夹层板是一种具有良好的空间协同工作特性的新型装配式屋盖(楼盖)结构。为研究由钢管(圆、方钢管)及节点板组成的两种常用剪力键节点在水平荷载作用下的应力分布规律和刚度变化特征,建立节点域精细化数值模型并进行参数化分析,得出了贯通隔板、加劲板宽度(b_(s))和方钢管厚度(t_(0))对节点应力分布规律、变形性能以及侧向刚度的影响。结果表明:对于不设置加劲板的节点,设置贯通隔板对矩形钢管节点性能提升较圆钢管更明显。对于设置加劲板的节点,当加劲板宽度达到100 mm时,贯通隔板对节点综合性能的提升效果有限。钢管壁厚t_(0)发生变化对设置贯通隔板的节点受力性能影响较小。综合上述各因素可知:对于未设置加劲板的节点可采用贯通隔板和提升钢管壁厚t_(0)的措施提高节点域的受力性能。对于设置加劲板的节点,采用增大加劲板宽度的方式来提升节点域综合性能。研究结论可为类似工程应用提供参考。

装配式钢空腹夹层板节点滞回性能研究

钢空腹夹层板空间网格结构在大跨空间结构中得到了大范围应用,在实际工程中有着广阔的前景。其静力性能研究相对较多,但动力性能研究尚未完善。准确研究其工作状态是该结构进一步推广的关键。其剪力键节点域是钢空腹夹层板空间网格结构的核心节点。通过数值分析的方法,建立由圆形、方形和菱形钢管组成的节点域数值模型进行参数化分析,分析3种常见类型剪力键节点域在水平往复荷载作用下的延性和耗能特征。考虑了加劲板宽度和剪力键钢管壁厚的变化,得出了各因素对3种类型节点动力性能的影响。研究提出了节点构造设计建议,可为同类工程应用提供参考。