矩形钢管混凝土桁架Y型受拉节点受力性能分析

以某矩形钢管混凝土桁梁桥为例,将K型节点分解为Y型受拉节点和Y型受压节点,从最基本的Y型受拉节点着手,建立非线性有限元分析模型,分析弦管内填混凝土、设置PBL加劲肋等参数对节点变形、破坏形式及应力分布等的影响。结果表明:内填混凝土能够提高节点抵抗变形能力,降低节点的应力水平,但易出现钢管与混凝土脱粘现象;设置PBL加劲肋后可有效增加钢管与混凝土界面的黏结力,阻止界面脱粘,显著提高节点抵抗变形能力,明显降低节点的应力水平,有效提高节点的极限承载力和节点刚度。

既有网架受拉球节点托板加固技术试验研究

针对既有网架结构下弦受拉球节点加固问题,提出一种基于临杆焊接托板的加固方法。该方法综合考虑了受拉球节点与杆件的材质、空间结构以及尺度效应的影响,通过将球节点周围相邻杆件焊接托板进行加固,使得该方法便于施工,且能够普遍适用于各类受拉球节点的加固工程,并通过模型试验验证和仿真研究,焊接托板后的节点域承载能力大幅提升,加固效果良好,为既有网架受拉球节点加固提供了新思路。

既有网架受拉球节点托板加固技术试验研究

针对既有网架结构下弦受拉球节点加固问题,提出一种基于临杆焊接托板的加固方法。该方法综合考虑了受拉球节点与杆件的材质、空间结构以及尺度效应的影响,通过将球节点周围相邻杆件焊接托板进行加固,使得该方法便于施工,且能够普遍适用于各类受拉球节点的加固工程,并通过模型试验验证和仿真研究,焊接托板后的节点域承载能力大幅提升,加固效果良好,为既有网架受拉球节点加固提供了新思路。

斜螺钉连接的平行弦木桁架节点抗拔性能

【目的】制作一种节点采用自攻螺钉连接的平行弦木桁架,以不同角度钉入螺钉,探究螺钉钉入角度对平行弦木桁架受拉节点力学性能的影响,为新型桁架在实际工程中的应用提供基础数据,并完善木结构建筑设计标准。【方法】采用进口SPF规格材和自攻螺钉制作桁架受拉节点试件,改变螺钉钉入方向与桁架腹杆顺纹方向的夹角,参考美国标准ASTM D1761-12,对夹角为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°的7组试件以2.54 mm·min-1的速率单调匀速进行抗拔试验,记录分析受拉节点的破坏形态并对比各组试件的荷载-位移曲线、极限承载力、屈服荷载和刚度。【结果】试件最终破坏形态主要有钉帽拉穿和螺钉拔出2种:夹角为0°和15°时,试件破坏主要是因为木材横纹抗压强度小于螺钉抗拔强度,钉帽最终剪断并拉穿弦杆;夹角为30°~90°时,试件失效主要是因为销槽承压形成的剪力达到螺钉屈服荷载;夹角为0°和15°时试件荷载-位移曲线在最大荷载附近保持较好,夹角为30°~60°时试件荷载-位移曲线下降缓慢,夹角为75°和90°时试件荷载-位移曲线存在明显屈服阶段;节点承载能力随角度变化受木材横纹局部抗压强度和螺钉抗弯强度的影响,夹角为60°时试件的平均承载力最大,达7.423 kN;夹角为0°时试件的屈服荷载最大,达4.859 kN;节点刚度随角度增大而减小。【结论】自攻螺钉倾斜角度在45°~60°范围内试件综合受力性能最好,倾斜角度为0°的试件适用于建筑中对刚度要求较高的部位。

设剪力连接件的钢板混凝土节点受拉等效宽度计算理论

为研究钢板混凝土节点剪力连接件的合理布置及其节点受拉计算理论,基于Winkler弹性地基梁理论,建立了设剪力连接件的钢板混凝土节点受拉理论分析模型。将钢板等效为弹性地基梁,剪力连接件等效为弹性地基,基于平截面假定和微元体内力平衡条件建立了受拉荷载与节点变形的微分方程组,求解得到节点受拉有效工作宽度及变形特性。基于应力等效原则提出节点受拉等效宽度,并进行解析求解。通过受拉节点的梁单元有限元模型计算,验证基于Winkler弹性地基梁理论进行节点受拉理论分析假定的合理性。通过板壳-实体单元有限元计算,验证理论推导的工作宽度、等效宽度以及节点刚度计算方法的准确性。研究结果表明:设剪力连接件钢板混凝土受拉节点钢板的竖向位移沿纵向呈抛物线分布,符合经典弹性地基梁基本假定;节点工作宽度、等效宽度、抗拉刚度取决于节点处钢板的抗弯刚度、剪力连接件抗剪刚度和密度;节点工作宽度和等效宽度均随钢板截面抗弯惯性矩的增加而增大,随剪力连接件抗剪刚度增加而减小;节点受拉刚度随钢板截面抗弯惯性矩和剪力连接件抗剪刚度的增加而增大;并给出节点受拉工作宽度、等效宽度和抗拉刚度解析计算公式。