圆管相贯节点的承载力性能研究

采用A nsys非线性有限元分析软件,对Y型圆管相贯节点主支管在承受拉应力和压应力不同的轴向力组合作用下节点的承载力性能和应力分布规律进行分析,对节点提出加强措施.分别在主支管相贯区鞍部设一个加强环以及在相贯区鞍部和冠部设3个加强环,并对加强环的尺寸进行改变.研究了不同节点的承载力和变形性能.并对加强环节点进一步提出改进措施,为工程设计施工提供有益的参考.

K型、双K型圆管相贯节点极限承载力的非线性有限元分析

利用非线性分析的有限元方法对K型和双K型圆管相贯节点进行了数值计算,揭示了节点极限承载力随各几何参数的变化规律及主管作用荷载对节点极限承载力的影响,分别绘制出各影响参数的载荷-位移曲线,并将分析结果和钢结构标准GB50017-2003进行了比较,所得结论供工程设计参考应用。

TX型圆管相贯节点空间作用下的极限承载力分析

空间相贯管节点构造简捷 ,较多应用于大跨度空间结构 ,其受力状况较为复杂。运用有限元方法 ,分析了TX型圆管相贯节点在平面外支管受轴向荷载、平面内支管受平面外弯矩作用下的极限承载力 ,并利用圆环模型 ,结合非线性回归分析 ,推导了理论计算公式。

T形圆管相贯节点的低周往复受力性能研究

通过对T形相贯节点在低周往复荷载作用下的试验,研究该节点的破坏形式、受力性能,同时对该节点进行有限元模拟分析,其结果与试验结果较为吻合。分析结果表明:T形圆管相贯节点具有较好的延性。T形相贯节点的滞回曲线稳定饱满,具有较为理想的抗震耗能作用。

平面K型圆管相贯节点承载力的有限元分析

文章应用大型通用有限元软件ANSYS,对平面K型圆管相贯节点进行建模,根据非线性有限元分析的基本理论,对节点进行划分网格,建立有限元模型、施加荷载、观察并描述节点区域应力及变形全过程。验证了平面K型圆管相贯节点的受力性能,并对此类节点的设计提出合理的建议。

T型圆管相贯节点的静力性能及应力集中的有限元分析

为了研究T型圆管相贯节点的静力性能以及应力集中情况,采用ABAQUS软件进行有限元分析,归纳总结了3种节点的主要破坏模式,探讨了一些基本几何参数对节点应力集中系数的影响。结果表明,在《钢结构设计规范》以及《钢管结构技术规程》规定的尺寸范围内,根据支管、主管刚度的不同,主要存在3种破坏模式;T型圆管相贯节点的应力集中系数随着支管与主管外径比(β)的增大,逐渐增大,随着支管径厚比(τ)的增大,逐渐减小,随着主管径厚比(γ)的增大,逐渐增大;得到了T型圆管相贯节点应力集中系数的计算公式,并根据疲劳研究指导委员会的要求,验证了参数公式的可靠性。

不锈钢T型圆管相贯节点极限承载力正交模拟与参数分析

随着不锈钢在世界范围内的应用越来越广泛,不锈钢T型圆管作为一种常见的节点形式,研究其力学性能变得十分必要。试验使用ABAQUS有限元分析细化研究T型圆管相贯节点极限承载力。借助于正交试验的思想,文章利用有限元软件模拟制作了9组钢管柱试件,通过数值模拟,获得了9组T型不锈钢圆管相贯节点的荷载—位移曲线和极限承载力。并通过正交设计的性质得出了当θ为变值时,支管径厚比τ对T型圆管相贯节点承载力影响最大,主管径厚比γ对T型圆管相贯节点承载力影响最小。

空间KX型圆管相贯节点承载力的有限元分析

空间KX型圆管相贯节点常出现在主次桁架相交或连接面外支撑的节点部位,是工程中常用的一种节点形式,但是我国《钢结构设计规范》中却没有相应的内容与之对应,这给设计工作带来了困难。本文运用ANSYS有限元程序,在考虑材料非线性和几何非线性的基础上,对空间KX型圆管相贯节点的极限承载力进行数值模拟,得到其应力的发展变化过程及节点的变形,并着重分析了截面尺寸(包括支管与主管直径比β、支管径厚比di/ti、主管径厚比d/t等参数)对极限承载力的影响。最后总结出该类节点极限承载力随上述各个参数变化的规律,供工程实践参考。

高强钢T形圆管相贯节点轴向滞回性能试验研究

为研究高强钢T形圆钢管相贯节点的轴向滞回性能,对5个不同支管与主管截面外径比的高强钢T形圆管节点进行了支管轴向往复加载试验研究及有限元分析。从节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能和延性等方面展开了分析,重点考察了节点几何参数的影响。试验结果表明:在支管轴向往复荷载的作用下,节点破坏模式为支主管相贯线处冠部附近主管壁开裂且裂缝沿主管横截面扩展,这与普通强度钢材T形圆管相贯节点的破坏模式有所不相同;各节点的滞回曲线均呈饱满的梭形,表明高强钢T形圆管相贯节点具有良好的抗震性能。分析研究表明:主管截面尺寸相同的试件的滞回曲线外形接近,主管截面尺寸是影响这类节点滞回性能的主要因素之一;有限元建模计算得到的节点破坏模式、滞回曲线和骨架曲线均与试验结果吻合良好,所建立的有限元模型能较好地模拟高强钢T形圆管相贯节点轴向滞回性能。

平面内弯矩作用下T形圆管相贯节点热点应力分布

本文针对平面内弯矩作用下的T形圆管相贯节点焊缝处热点应力分布开展研究.利用径向拉伸法建立了T形圆管相贯节点的有限元网格模型,对热点应力分析结果的可靠性进行了网格密度分析和试验对比分析,提出了满足计算精度要求的基本密度网格.通过无量纲几何参数分析归纳了热点应力沿相贯线的环向分布规律及几何参数影响规律,发现了冠点波峰分裂现象及分裂过程中波峰曲线的三种变化形态,在此基础上提出了采用以π为周期的系数来修正冠点曲线形状的波形修正方法及分布曲线参数公式.与伦敦大学学院(University College London,UCL)两位学者的公式和试验数据进行对比分析,结果表明本文公式具有更简洁的表达形式和更高的精度.

长沙贺龙体育场钢屋盖圆管相贯节点足尺试验研究

本文对长沙贺龙体育场钢屋盖结构中的6个圆钢管相贯节点进行了足尺试验研究,观察到试件节点的破坏主要分三种:受拉支管与主管的连接焊缝断裂破坏;受压支管靠近主管的端部的局部屈曲破坏;受压支管端部局部屈曲与受拉支管焊缝断裂的联合破坏。主管壁上的等效应力分布和发展很不均匀,而且复杂。由于本次节点试件存在主管强、支管弱的特点,节点破坏不属于规范规定的主管过度塑性变形的破坏形式,不能按现行规范公式计算。运用有限元求解相贯节点的极限承载力是一种有效的方法。试验证明,长沙贺龙体育场的钢屋盖设计是安全、经济、可靠的。

中、欧规范关于圆管相贯焊接节点承载力对比分析

介绍GB 50017—2003《钢结构设计规范》和BS EN 1993-1-8∶2005《Eurocode 3:Design of Steel Structures》中关于支管只承受轴力作用下X形、T形(或Y形)和K形3种平面圆管相贯节点以及TT形、KK形两种空间圆管相贯节点承载力计算公式。算例表明:GB 50017—2003中支管受拉时节点承载力大于支管受压时节点承载力,BS EN 1993-1-8∶2005中弦杆表面发生冲切破坏计算所得的节点承载力远大于弦杆表面发生塑性破坏计算所得的节点承载力,且按BS EN 1993-1-8∶2005计算的节点承载力介于按GB 50017—2003支管受拉时的节点承载力和支管受压时的节点承载力之间。

平面K型钢管相贯节点极限承载力有限元分析

应用有限元法 ,考虑材料非线性和几何非线性 ,分析了平面K型圆管相贯节点的应力和塑性区分布规律、节点变形等重要受力性能 ,揭示了影响管节点承载力主要参数以及这些参数与承载力的关系曲线 ;将有限元计算结果与实验数据和我国规范进行比较 ,指出了现有规范的不足之处 ,为我国规范的进一步修订提出了建议 .

双曲面斜交网格筒相贯节点受力性能试验研究

双曲面斜交网格筒由两方向斜柱交叉编织构成,在一个方向斜柱全长贯通(称为主斜柱),另一个方向斜柱在节点处断开(称为次斜柱),二者相交处采用相贯焊接连接。以中国动漫博物馆工程双曲面斜交网格筒柱为研究对象,基于节点破坏不先于双曲面斜交网格筒破坏的设计原则,设计制作相贯节点模型,对双曲面斜交网格筒中采用的圆管相贯节点的破坏模式和承载力进行试验研究,对比分析未加强节点和主管内设置一字形加劲板加强节点的承载性能,结果表明,设置一字形加劲板对节点承载力有加强作用,但制作工艺复杂,综合经济效益不佳。通过有限元软件ANSYS建立圆管相关节点试件模型对试验进行模拟分析,验证了有限元模型的可靠性。分别建立圆管相贯节点和双曲面斜交网格筒的有限元模型,研究次主斜柱的壁厚比对圆管相贯节点承载性能和双曲面斜交网格筒稳定性能的影响,结果表明,通过合理设置次主斜柱壁厚比(0.46~0.70),可以避免次斜柱的屈服破坏和节点的过早破坏。

十堰-襄樊变电站大跨越铁塔Q420圆钢管K形节点试验研究

以国内首个使用Q420圆管为铁塔主材的大跨越输变电工程为背景,进行了6个K形节点的试验研究,分析了受荷后这类节点的截面应力分布、主管侧向位移以及极限状态的特征等受力特性,为验证杆塔设计是否符合Q420高强钢材料性能要求、满足安全运行提供了可靠的依据,并提出了施焊方案,可供设计与施工人员参考.

中山博览中心结构设计

中山博览中心屋顶为双向曲折形屋面造型,屋盖采用90m大跨度多跨折线形平面圆管钢桁架结构,楼层采用钢框架结构。结构平面尺寸达216m×126m,为减小温度作用,采用了支座混合布置温度内力释放技术,既释放了结构的温度内力,又能保证结构具有足够的稳定性。对于多管相贯和等径管相贯节点,采用新型鼓形圆管相贯焊接节点,与铸钢节点相比,质量好,加工和检测方便,造价低。