加固用钢结构栓焊并用连接承载性能有限元分析

目的:对栓焊并用连接节点的受力性能进行有限元模拟,分析栓焊并用连接的承载性能。方法:对栓焊并用连接节点的受力性能进行有限元模拟,有限元模拟结果与试验数据进行对比分析,吻合较为良好。基于有限元计算结果进一步分析了栓焊并用连接节点的破坏模式和承载力,分析了螺栓和焊缝各自对承载力的贡献程度。结果:当栓焊并用节点中螺栓或焊缝其中一种连接形式的承载力明显高于另一种时,强度较低的连接形式首先发生破坏,承载能力基本充分发挥;强度较高的连接形式的承载能力不能得到充分的发挥。栓焊强度比是影响栓焊并用连接承载性能的重要指标,在节点设计中应考虑栓焊强度比的影响。结论:栓焊并用连接节点兼具高强度螺栓连接和焊接连接的优点,在钢结构节点加固改造工程中有很大的应用空间。

摩擦型高强度螺栓与侧焊缝并用连接承载力有限元分析

目前《钢结构高强度螺栓连接技术规程JGJ82-2011》中提出了栓焊并用的连接形式,即在一个连接接点中,螺栓连接和焊缝连接同时承担同一剪力的连接接头形式。为研究摩擦型高强度螺栓与侧面贴角焊缝并用连接的接头承载力,通过螺栓与焊缝抗剪设计强度比值不同的有限元算例,讨论了不同栓焊强度比值下并用连接的破坏模式和承载力组成,拟合了承载力计算建议公式,并进行了不同螺栓规格和焊脚尺寸的参数分析。结果当摩擦型高强度螺栓强度与侧焊缝强度比值在0.85左右时,两者强度均能充分发挥,其他比值下,强度较高者有不同程度的浪费。栓焊并用连接承载力可近似用两种连接各自的受剪承载力的线性组合表达。结论栓焊并用接头可提高连接的承载力,用于工程加固改造中。

加强与削弱并用型工字形柱弱轴连接节点滞回性能分析

为了减小钢框架梁柱弱轴连接中柱腹板上的应力水平,提出了在梁端加过渡竖板的方式以使得柱翼缘更好地参与受力。同时为了使塑性铰不出现在梁柱连接焊缝处,对梁翼缘进行削弱处理,最终提出了一种新型的梁端加强与削弱并用的梁柱弱轴连接(SWWC)形式,并运用有限元软件ABAQUS对已有的RBS型工字形柱弱轴连接节点的试验进行模拟验证后,对此类节点进行循环荷载作用下的受力性能分析。结果表明:在梁端加过渡竖板可以明显降低节点域的Mises应力水平,使得梁截面的屈曲主要集中在竖向板的外侧;在梁端加过渡竖板的同时对梁翼缘进行削弱处理可以使塑性铰外移;随着削弱深度c的增加,节点的承载力逐渐降低,RBS削弱处的屈曲发展得越充分,削弱起始位置至梁端的距离a和削弱区域的长度b对节点的承载力影响会很小,随着参数a或b的增加,梁上塑性铰中心逐渐远离梁翼缘焊缝处;建议削弱参数c=0.17bf,a取值范围为0.65bf^0.70bf,b=0.75hb,其中bf和hb分别为梁翼缘宽度和梁截面高度。

高强度螺栓与焊缝并用接头抗剪承载力的有限元分析

通过对不同焊脚尺寸的侧面角焊缝与不同直径高强度螺栓之间并用连接的有限元模型研究,并考虑到不同螺栓数目或布置方式对并用连接承载力的影响,确定了高强度螺栓和侧面角焊缝之间合理的构造匹配方式。通过分析,绘出各连接情况下并用连接节点的荷载-变形曲线,研究探索高强度螺栓和焊缝的协同工作能力,以及影响栓焊并用连接承载力的因素。确定高强度螺栓和侧面角焊缝分别对并用连接节点承载力的贡献,给出承载力的计算公式,提出设计建议。