平面内弯矩作用下主圆支方K型节点的应力集中系数研究

文中采用有限元与试验方法系统地分析了主圆支方K型管节点在平面内弯矩作用下的应力集中系数。使用ABAQUS软件进行了125组在平面内弯矩作用下节点的数值模拟,得到了K型管节点在平面内弯矩作用下焊缝区域的应力集中系数,并且对主管和支管的应力集中系数进行了系统研究,分析了节点几何参数对主管和支管的应力集中系数的影响。结果表明,β(支管与主管直径比值)和2γ(主管直径与壁厚比值)值对节点的应力集中系数影响较大,而τ(支管与主管壁厚比值)对主管和支管的应力集中系数影响较小。主管的应力集中系数值主要出现在鞍点的附近,而支管的应力集中系数值出现的位置主要由β、2γ和τ等几何参数来决定。根据有限元模型的分析结果,通过曲线拟合提出了计算平面内弯矩作用下主圆支方K型管节点应力集中系数的参数方程,并对该方程的准确性进行了评价。最后,通过节点平面内弯曲试验再次验证了本文提出的应力集中系数公式的可靠性和安全性。

平面内弯矩作用下环口板加强T型圆钢管节点的承载力分析

环口板加固管节点是一种比较新颖的加固方法,施工方便快捷而且加固效果显著。运用有限元方法对平面内弯矩作用下的环口板加固T型圆钢管节点的极限承载力进行了研究。对环口板加固T型圆钢管节点的面内弯曲承载力进行了参数分析,参数包括支管直径与主管直径比β,主管直径与2倍主管壁厚的比γ,环口板厚度与主管管壁厚之比τc和环口板长度与支管直径之比lc/d1等计算。结果表明,采用适当尺寸的环口板加固后的T型管节点的承载力相对于未加固T型管节点的承载力得到显著提高。改变环口板的厚度相对于改变环口板的长度对静力强度的提高更有效。最后,在参数分析的基础上提出了环口板加强型T型圆钢管节点在平面内弯矩作用下的承载力计算公式。

平面弯曲下带加劲肋的T型方管节点极限承载力分析

为得到加劲肋加强T型方管节点承受平面内弯矩作用下极限承载力提高系数ψ的表达式,本文在试验与有限元对比的基础上,用ABAQUS软件进行了参数化分析,并用Origin软件进行了回归分析。结果表明:支管与主管截面宽度之比β=0.4~0.7时,节点的破坏主要是上壁面屈服所致,加劲肋加强T节点极限承载力平均是无加劲肋节点的2.55倍;节点承载力与加劲肋厚度t_w、加劲肋宽度b_w、β皆呈正相关,影响程度为β>b_w>t_w;加劲肋承载力M_S随加劲肋厚度与主管截面宽度之比τ、加劲肋宽度与主管截面宽度之比η和β的增加而增加,其中三者影响程度大小次序为β>η>τ,提高系数ψ随τ、η的增加而增大,其中η的影响大于τ,β对ψ的影响不大。最后得出了加劲肋加强T型方管节点承受平面内弯矩时极限承载力的计算公式。

750kV钢管混凝土变电构架相贯节点SCF试验研究

以国内首例750kV钢管混凝土变电构架工程为背景,对3个采用不同加强方式(即瓦形板、套管和腋板加强)和一个作为对比的无加强钢管混凝土Y型节点在平面内弯矩作用下的应力集中系数(SCF)进行了试验研究.结果表明:相比无加强节点,本文采用的3种加强方式均能显著降低节点的SCF值;通过2种外推方法的对比表明,主管的SCF可以采用线性外推法,而支管SCF需采用二次外推法;增大主管轴压比将显著降低节点的SCF值,使SCF值分布更为均匀.将试验SCF结果与现有规范的计算公式对比表明,现有规范计算结果与支管的SCF试验结果吻合较好,而对主管的SCF明显均偏于保守.

等壁厚钢管桩横向焊缝应力集中系数的数值模拟

大型海洋工程结构多常用钢管桩,在钢管桩的制作和安装过程中通常会产生环向对接焊缝,由管节偏位引起的环向焊缝应力集中现象是焊缝疲劳热点应力评估和焊缝疲劳安全分析的重要影响因素。通过实用近似分析方法,研究在轴向拉力和平面内弯矩单独作用下等壁厚对接焊缝应力集中问题,得出等壁厚拉弯构件对接焊缝应力集中系数的近似计算公式;根据对钢管桩模型案例的试算,该近似公式的计算结果与ANSYS有限元数值模拟结果非常接近,可供实际工程参考。

钢筋混凝土悬挑楼梯结构设计

悬挑楼梯属于空间受力体系,受力复杂,计算繁琐。介绍了一种简易可行的钢筋混凝土悬挑楼梯计算方法:在外力作用下,将楼梯梯段板简化为一个受拉,一个受压。根据计算假定进行悬挑楼梯的内力分析,计算出钢筋截面面积,并提出相应的构造要求。经过对比分析,计算结果与板的相互作用法一致。