圆钢管空间相贯节点的实验研究

针对圆钢管空间相贯节点,进行了三种类型大尺寸足尺试件的试验。具体介绍了试件和加载方案的设计,提供了主要试验结果,并根据变形极限概念,提出了确定试件极限承载力的方法。对试件的破坏机理进行了分析,指出节点区焊缝刚度过大延性不足的特征,可能阻碍钢管节点管壁极限强度的充分发挥。根据试验结果,对空间相贯节点强度计算公式作了初步探讨。

几何特性对空间相贯节点承载力影响

以XKK型空间相贯节点为例,应用有限元分析法对多组不同几何特性的XKK型节点进行比较,研究了影响空间节点承载力的主要参数、参数与承载力的关系以及几何特性对空间相贯节点承载力的影响,并对典型XKK型节点进行了弹塑性全过程屈曲分析,揭示了空间相贯节点塑性区的开展过程、应变分布规律及节点破坏模式.结果表明：提高支管与主管管径比、腹管与主管管径比可有效提高节点承载力;空间节点各管相贯角度对节点承载力影响较小;各管件径厚比宜控制在15-20之间;主管受压时其应力比不宜超过0.6;空间相贯节点具有较好的塑性变形能力,其破坏模式与节点几何特性密切相关.

支管缺陷对钢管混凝土空间相贯节点承载能力影响

为确定支管设置切割孔和混凝土亏空的钢管混凝土空间相贯节点的承载力和破坏模式,以某上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥为背景,针对其拱肋钢管混凝土空间KK形相贯节点,采用Abaqus软件建立有限元模型,分析带切割孔和混凝土亏空的节点的承载力和破坏模式,并研究切割孔参数对节点承载力的影响。结果表明:支管壁设置切割孔会导致钢管混凝土空间节点的承载力降低,破坏模式由支管屈服变为支管局部屈曲;钢管混凝土空间节点的承载力随切割孔直径的增大而降低,切割孔位置对承载力的影响较小;支管内混凝土亏空会导致钢管混凝土空间节点的承载力降低,破坏模式由支管屈服变为主管壁冲剪破坏。

钢管空间相贯节点的研究现状与研究方向

简述钢管相贯节点的优点,空间相贯节点的类型及计算考虑因素,综述国内外研究现状,并对今后研究的方向作出预测。

KK型空间相贯节点极限承载力分析

采用ANSYS有限元分析系统对圆钢管KK型空间相贯节点进行了分析,通过观察塑性区的开展,揭示了节点的受力性能,进而获得极限承载力及其随几何参数的变化规律。

某复杂空间相贯节点有限元分析

GB50017-2003《钢结构设计规范》对复杂空间相贯节点无明确的计算方法,文章以某超高层建筑项目为背景,采用ABAQUS对其钢桁架的关键相贯节点进行有限元分析,验算其承载力是否满足设计要求并确定节点的薄弱部位,同时提出节点的加强构造措施并进行有限元分析验证,为类似节点设计提供参考。

广州西塔巨型斜交网格空间相贯节点试验研究

平面相贯节点试验无法考虑西塔实际结构中节点平面外角度及楼面梁对节点平面外刚度的贡献。为了更好地研究实际结构中节点的受力性能,在改进加强环+衬板平面相贯节点构造的基础上提出了一种空间相贯节点构造,进行了比例为1∶5.86的4个节点模型试验。试验结果表明:空间相贯节点可以满足西塔结构承载力的要求,验证了节点承载力大于构件承载力的强节点设计原则。平面外位移对节点承载力的影响较大,在设计中应采用加强楼面梁或采用预应力索等方式严格控制节点平面外位移,保证结构安全可靠。

弦杆受压大直径空间相贯节点足尺模型试验与设计研究

针对贵阳奥体中心主体育场罩篷空间钢管桁架屋盖中的上、下弦相贯节点,进行了足尺节点破坏试验。详细介绍了试验方案、过程、现象和结果。根据试件的受力全过程特点,进行了试验数据分析,了解各加载阶段相贯节点的应力分布情况,得出了此工程节点的破坏模式。并运用有限元软件,从应力、应变和位移三方面对钢管相贯节点进行全过程屈曲分析。揭示了相贯节点的受力性能、塑性区的扩展过程和节点区的应力、应变分布状态,进一步确定了空间相贯节点的破坏准则和承载力确定准则。将节点试验结果、有限元计算结果和规范计算结果进行了对比,并对空间相贯节点的空间相关性予以分析和探讨。

承受弯矩大直径空间相贯节点足尺模型试验与设计研究

结合贵阳奥体中心主体育场钢结构工程,对承受弯矩的大直径钢管相贯节点进行了足尺模型极限承载力破坏试验。对节点试验过程和破坏现象进行了深入研究,分析了各加载阶段相贯节点的应力分布情况及整个加载过程塑性区的发展过程,结合有限元分析对空间相贯节点破坏机理进行分析研究,得出了此类节点的破坏模式,并对该类型钢管相贯节点破坏判定准则进行探讨。通过模型试验来研究承受弯矩大直径相贯节点的设计承载力,并分别与规范计算结果和有限元计算结果进行对比分析,提出设计建议,为有关规范的修改及工程设计提供参考。应用有限元计算方法研究腹杆偏心产生弯矩对空间相贯节点承载力的影响,对工程实际中经常发生的施工偏差情况下节点的安全性判断提出了建议。

空间多支管复杂相贯节点静力足尺试验研究

对两个多向轴向加载的空间多支管复杂方圆钢管相贯节点进行了静力足尺试验研究。试验表明:同一类节点2个试件杆件制作误差差异较大,导致节点试验加载能力差别较大;对方圆钢管相贯节点,支管杆件截面型式的差异导致圆管与方形截面主管交汇区域首先出现屈服;合理的节点构造措施有利于保证节点安全。计算表明:两个节点试件的试验值与有限元计算结果存在一定的差异,主要原因在于实际支座约束和理想模拟支座区别、加荷不对中、节点焊缝和焊缝缺陷和节点杆件空间加荷不同步性等因素。研究表明:对该类空间多支管复杂相贯节点,支管截面型式和轴力对节点承载力影响较大,有待进一步深入研究。

弦杆受拉大直径空间相贯节点足尺模型试验与设计研究

以贵阳奥体中心主体育场工程为背景,针对空间钢管桁架屋盖受拉上弦相贯节点,进行足尺节点极限承载力破坏试验。对节点试验过程和破坏现象进行了深入研究,分析了各加载阶段相贯节点的应力分布情况及整个加载过程塑性区的开展过程,结合有限元分析对空间相贯节点破坏机理进行分析研究,并应用有限元软件模拟试验加载过程进行非线性计算,分析节点破坏准则。按提出的节点设计承载力准则判定节点设计承载力,并与规范计算值进行比较。针对规范主弦杆受拉则不考虑主弦杆轴力变化对节点承载力的影响,进行主弦杆轴力变化对节点承载力影响的非线性有限元分析,并与规范计算值比较。研究表明,无论支弦杆受拉或受压,随主弦杆拉力的增加,节点承载力逐渐降低。

XKK型空间相贯节点极限承载力有限元分析

应用有限元分析方法对XKK型空间相贯节点进行全过程屈曲分析,揭示了相贯节点塑性区的扩展过程和节点区应变分布状态及破坏模式。通过对多组不同几何特性的XKK型节点进行对比分析,揭示了影响空间节点相贯承载力的主要参数以及其与承载力的关系,并将有限元计算结果与规范计算结果进行了对比。结果显示:支、主管管径比1β及腹、主管管径比2β的增大可有效提高节点承载力;各杆杆夹角对节点承载力影响较小;杆件径厚比iγ宜控制在一定范围之内。在参考平面X型,K型相贯节点承载力计算公式及相关资料的基础上,提出了XKK空间相贯节点承载力计算建议公式。

内置加强板空间相贯节点受力性能研究

通过对内置加强板的空间DKYY型圆钢管相贯节点的足尺试验和有限元模拟,分析节点应力和变形的发展过程。结果表明:节点在1.3倍设计荷载作用下保持弹性工作状态,具有较高的安全度,可以满足设计承载力需求,有限元分析较好地模拟了加载试验过程,有效弥补了节点试验测点较少的不足,可用于节点受力性能的全面评估。另外,选取较小的主管径厚比和内置加劲板可提高其径向刚度,确保节点破坏时主管处于弹性工作状态;支管加劲板对支管的弹性刚度没有影响,对其承载能力的影响不大,但可以减小支管的径向变形,局部改变支管的应力分布。该节点的构造设计是合理的,其在设计荷载作用下的受力是安全的。

轴力下空间XK型圆钢管相贯节点的承载力计算

空间XK型圆钢管相贯节点在大跨度空间桁架中得到很好地应用,但目前关于该节点极限承载力的计算方法尚不完善。在试验的基础上,对36个空间XK型圆钢管相贯节点进行双重非线性有限元分析,计算了其极限承载力;探索了不同几何参数和加载方式对该类节点极限承载力的影响规律;根据分析结果并借鉴平面K型圆钢管相贯节点的承载力计算公式,考虑空间效应的影响,提出了空间XK型圆钢管相贯节点的承载力建议公式。采用建议公式对相关试件进行计算,计算结果与试验结果吻合良好。

轴力下空间TK型圆钢管相贯节点的承载力分析

空间TK型圆钢管相贯节点在大跨度空间桁架中已得到广泛应用,但目前关于该节点极限承载力的计算方法尚不完善。本文在试验的基础上,对36个该类节点进行双重非线性有限元分析,计算其极限承载力并探索不同几何参数和加载方式对其的影响规律;同时借鉴平面K型圆钢管相贯节点承载力计算公式,考虑空间效应的影响,提出了空间TK型圆钢管相贯节点的承载力建议公式,经对相关试件进行计算,结果表明与试验结果吻合良好。

内置横向插板加强空间相贯圆钢管节点受力性能研究

对武汉天河机场T3航站楼屋盖结构中2个典型内置横向插板加强空间相贯节点的受力性能进行了足尺破坏试验和有限元模拟研究,分析了两节点的破坏模式和应力变形发展过程,试验和有限元结果表明:2个试验节点均具有较高的安全储备,其破坏模式均为受压支管根部局部屈曲破坏。有限元软件可以较好地模拟节点的加载过程,两节点中插板的存在可提高其极限承载力,但对各自主管应力状态的影响不同,JD2试件中插板可有效改善其主管的应力集中现象,JD1试件中插板对其主管应力状态的影响较小。

斜交网格结构空间相贯焊接节点滞回性能的数值分析

利用ABAQUS有限元软件对斜交网格结构中空间相贯节点进行分析,研究其在低周往复荷载下的延性、刚度退化、强度退化、耗能能力等性能,并通过分别改变斜交角度、竖向拉板厚度、横向连接板厚度、钢管半径与厚度之比(径厚比)等参数,分析其对节点滞回性能的影响。结果表明,此空间相贯焊接节点的延性和耗能能力良好,刚度退化和强度退化不明显。对抗震性能影响最大的因素是斜交角度,其次是钢管径厚比,影响最小的是竖向拉板厚度和横向分隔板厚度。

斜交网格结构空间相贯焊接节点承载力有限元分析

采用有限元软件ANSYS对某观光塔结构中一个斜交网格结构空间相贯焊接节点在多种荷载工况下的受力性能进行了全面的分析,并与规范计算值进行比较。考察了不同壁厚、有无加设竖向或横向拼接板等多种因素对节点的极限承载力的影响及达到极限承载力时的破坏特征,进而对节点性能做出了综合评价。

输电钢管塔空间KK型相贯节点加强措施的研究

目前输电铁塔中的圆截面钢管应用较多,首先介绍了钢管节点的加强措施,表明内加劲环是一种很好的加强措施。然后采用有限元ANSYS软件着重对空间KK型圆钢管相贯节点加劲前和加劲后的极限承载力进行研究,通过分析比较,得出结论,为实际工程提供参考。

圆管结构相贯节点几个设计问题的探讨

本文探讨了圆管结构相贯节点设计中的若干问题。主要内容包括 :应用相贯节点的必要条件 ,各国钢管结构规范比较 ,圆管节点的特性及其加强 ,以及空间结构中的相贯节点。