节点弯距在矩形钢管桁架中的影响分析(英文)

钢桁架通常按铰接体系计算,而实际结构中由于构造等原因,经常形成刚性或半刚性节点,杆件端部受到不同程度的约束而产生节点弯距。通过大尺寸的、大跨度带悬挑矩形钢管桁架的模型试验,着重分析了该桁架中的节点弯距。试验结果表明,节点弯距在本桁架中的影响不可忽略,在设计中应加以考虑。还进一步对该结构进行了两种节点构造形式的有限元分析,并通过和试验结果进行对比可知,腹杆和弦杆应分别采用相应的节点构造形式的分析结果进行设计。

改进贴板加强的钢管受弯连接节点试验研究

由于国家游泳中心多面体空间刚架的杆件与节点之间采用全熔透的对接焊缝连接,为避免焊缝脆性破坏先于钢材破坏,实现"强节点弱构件"的设计思想,确保结构具有良好的延性,有必要对焊缝连接节点进行适当加强。采用低周反复加载方法对改进贴板加强的方钢管及圆钢管杆端受弯连接节点进行试验研究。改进的贴板加强方式对4面围焊的矩形贴板作了两方面的改进:贴板形状由矩形改为下部矩形、上部梯形的形式;取消贴板前端的焊缝,由4面围焊改为3面围焊。研究表明,改进贴板加强方式可有效减少由于焊接引起的母材材性改变所带来的不利影响,节点的破坏形式则由钢材拉裂改变为钢管的局部压曲,节点的耗能能力更强、延性更好。

冷弯薄壁型钢墙体-楼板节点抗震性能试验研究

开展考虑不同构造、轴压比、墙架柱截面类型及覆板蒙皮作用的7个试件的抗震试验,可得如下结论.1)覆板后节点破坏由墙-楼板连接处的自攻螺钉失效导致,防止该区域的自攻螺钉失效是连接成败的关键. 2)覆板后规程推荐节点承载力、耗能能力明显提高,但受截面高度、轴压比的影响均较大. 3)覆板后角钢加强型节点承载力及耗能能力均降低,且受截面高度的影响大;2 mm厚角钢试件在加载初期发生两肢间夹角的拉大与减小,破坏时螺钉全部从墙架柱拉脱;4 mm厚角钢试件楼层梁与角钢间的自攻螺钉过早发生失效,造成角钢厚度增加,承载力降低. 4)获得节点的恢复力骨架曲线特征值,为结构基于简化力学模型抗震计算提供基础数据.

平面外夹角对X形圆钢管节点平面外抗弯承载力的影响

为了分析支管与主管平面外夹角(简称面外角)对空间X形圆钢管相贯节点平面外抗弯承载力的影响,建立了节点的有限元模型,确定了节点平面外转角的获取方法,与已有试验结果及规范公式对比后,确定0.07弧度节点转角准则作为节点平面外抗弯承载力的判定方法。根据大量有限元计算结果分析了面外角对空间X形圆钢管相贯节点平面外抗弯承载力的影响,并在已有规范公式基础上,建立了考虑面外角影响的节点承载力计算式。研究结果表明:面外角有利于节点的正向平面外抗弯,但不利于节点的反向抗弯,面外角对支主管直径比小于0.6的节点抗弯承载力的影响较小,但对直径比大于0.75的节点的影响较大,改进后的计算式较好地反映了有限元分析结果。

冷弯薄壁方钢管梁柱焊接节点抗震性能分析

对8个冷弯薄壁型钢方钢管梁柱焊接节点进行低周往复加载试验及非线性有限元数值模拟分析,将循环荷载下节点的数值计算结果与试验结果进行对比分析讨论,结果表明数值模拟能够较好地反映试验结果,所采用的数值建模方法可以进行冷弯薄壁型钢梁柱节点的参数化分析。通过对两类梁柱节点不同参数下抗震性能的分析,所得结果表明:(1)对于GJD系列节点,随着加腋高度、长度、厚度三个参数的减小,节点的滞回曲线变得饱满,耗能能力增强,同时承载力没有明显的下降段,三个参数增大时,滞回曲线变化不大,但承载力提前进入下降段,延性降低;(2)加腋高度和厚度减小时,GJD系列节点的极限承载力以及初始刚度明显降低,但节点的延性增加明显;(3)对于XJD系列节点,增大钢管柱壁厚、C型钢梁厚度,以及减小C型钢梁高度、C型钢梁与方钢管相对位置时,滞回曲线变得饱满,耗能能力增强,并且承载力增大。

钢管-节点板T形受弯连接韧性断裂及极限承载力分析

建立了钢管-节点板T形连接有限元模型,采用基于微观断裂机制的空穴扩张模型(VGM)对钢管-节点板T形受弯连接进行韧性断裂预测,预测的断裂位置及断裂荷载与试验结果基本一致,验证了空穴扩张模型的断裂判据.结合基于VGM的连续损伤模型,编制VUMAT用户子程序,对钢管-节点板T形受弯连接的韧性断裂扩展进行了数值模拟,确定连接的最终失效模式为冲剪作用导致的钢管管壁的撕裂破坏,该失效模式及其对应的极限承载力与试验结果相符.比较了钢管-节点板T形受弯连接发生过大塑性变形和冲剪破坏2种极限状态对应的极限承载力,结果表明所研究的钢管-节点板T形受弯连接的抗弯承载力由其变形极限状态控制.

角钢反弯K节点分析

鉴于酒杯塔中横担和曲臂的K节点在大风等工况下均存在反弯现象,受压弦杆的边界条件复杂,其稳定承载力的确定问题,通过建立精细化有限元模型考察反弯K节点的受力性能,探讨了不同长细比和相邻侧弦杆不同拉力T1作用下弦杆的承载能力和破坏形式。结果表明,理论计算的弦杆稳定承载力有一定的安全储备,弦杆拉力对相邻弦杆的稳定有一定影响。

一种空间多端头弯扭箱型节点的制作工艺研究

某工程钢结构屋面采用大跨度箱型悬挑结构体系,由大量节点及附属杆件组成,节点端头均为弯扭结构,相关加工制作经验较为缺乏。阐述了该节点关键工艺技术的创新及应用,通过结构优化、革新组合折弯工艺、强化异型构件装配焊接质量控制,减少了整个屋面的弯扭结构数量,实现了高效制作和高精度控制,为类似工程提供参考借鉴。

弯扭汇交组合钢管柱制作工艺研究

随着时代的发展,钢结构在超高层建筑中的应用越来越广,传统的超高层建筑物直上直下,缺乏立体美感。为实现造型美观需求,越来越多的复杂节点被应用,弯扭汇交组合节点用于建筑物外圈框架结构,不仅能满足结构受力要求,而且建筑物还极具立体美和曲线美。文中主要以天津周大福金融中心项目弯扭汇交组合钢管柱为例,总结出一套制作工艺,希望为后续同类工程提供参考。

双肢C型钢L形节点静力性能影响因素研究

带垫板的双肢C型钢是一种新型组合截面形式,针对该截面形式的L形节点进行静力有限元分析,选取节点加腋尺寸、节点板厚度、螺栓间距、C型钢梁腹板高度和厚度等因素分析了44个L形节点模型,得到不同节点参数的屈服荷载、极限荷载、极限位移和节点刚度。通过数值分析发现:在常用C型钢型号范围内,加腋尺寸取50 mm,节点板厚度取8~12 mm,C型钢梁腹板高厚比不大于110的情况下,该新型截面L形节点的静力性能最优。

延崇高速砖楼特大桥主桥上部结构设计

延崇高速砖楼特大桥主桥为曲线上承式拱形变高钢桁组合连续梁结构,跨径布置为(65+120+65)m,单幅桥宽13 m。钢桁梁为2片主桁结构,桁间距9 m,桁高6~18 m。桥面板采用分块预制板+现浇板的结构形式,板厚约33 cm。钢桁梁通过节点弯折改变相邻主桁杆件之间的夹角,以直代曲的方式实现曲线钢桁连续梁桥的建造。桥面超高过渡通过钢桁梁和混凝土板二级横坡变化实现。主桥采用先对称悬臂拼装杆件至钢梁合龙,后安装混凝土板的施工方案。采用有限元软件MIDAS Civil对该桥进行结构计算分析,结果表明该桥结构刚度大,静力、稳定及动力特性均满足规范要求。

冷弯薄壁方钢管混凝土梁柱节点抗震性能试验研究

冷弯薄壁型钢结构房屋中杆件壁板较薄,梁柱节点连接区域常发生柱板件被拉裂现象。向薄壁柱内灌入低强度混凝土,可有效提高梁柱节点抵抗外荷载的能力。开展4种类型共8个节点在不同轴压比下的低周往复加载试验,探讨节点抗震性能。结果表明:普通空钢管柱焊接节点破坏前所经历的循环次数较少,节点域部位焊缝及焊缝附近板件发生断裂;加腋节点极限承载力比普通焊接节点提高很多,耗能能力较强,破坏时加腋端梁截面局部屈曲,其承载力比螺栓贯穿式节点承载力高;钢管混凝土柱直接焊接节点在一定程度上抑制了节点域柱板件断裂,螺栓贯穿式节点梁端板件发生断裂和梁与端板连接的焊缝也被拉裂;轴压比对空钢管柱节点的抗震性能影响较大,但对钢管混凝土柱节点影响较小。

冷弯薄壁方钢管梁柱节点抗震性能试验及有限元研究

对12个冷弯薄壁型钢方钢管梁柱焊接节点进行了低周往复加载试验及非线性有限元数值模拟分析,有限元分析中考虑双重非线性、初始几何缺陷及焊材的本构模型等因素的影响。将循环荷载下数值计算结果与试验结果进行对比,讨论了试件滞回曲线、极限承载力、节点域应力分布等方面的内容。分析结果表明:(1)数值模拟与试验结果较为接近,极限荷载及极限位移差值在10%以内,所采用的数值分析模型和数值方法可进行冷弯薄壁型钢梁柱节点的参数化分析。(2)改进后的加腋节点极限承载力比常规节点高,极限状态时梁端位移较小;节点的滞回曲线饱满,耗能能力较强。(3)分散焊缝改进型节点破坏前经过循环次数较多,耗能能力较强。(4)轴压比对滞回性能及节点域应力分布有一定影响。

方钢管受弯连接节点加强有限元分析

国家游泳中心多面体空间刚架的杆件与节点之间采用全熔透的对接焊缝连接.为避免焊缝脆性破坏先于钢材破坏,实现"强节点弱构件"的设计思想,确保结构具有良好的延性,有必要对焊缝连接节点进行适当加强.该文采用有限元方法对贴板加强和厚管加强的方钢管杆端受弯连接节点进行了研究.对滞回特性及延性系数的有限元结果分析比较表明,贴板加强和厚管加强两种方式均可使塑性铰从弯矩最大的焊缝处外移,从而较为有效地改善节点的延性,而其中贴板加强型的效果更好.

高强度螺栓设计与使用中一些问题的探讨

高强度螺栓在钢结构中应用广泛 ,但是如何按连接节点的实际受力情况对连接方式进行选择与计算 ,则是一个值得深入探讨的问题。结合实际工作中的体会 。

苏中江都机场航站楼钢屋盖结构设计

苏中江都机场航站楼钢屋盖为波浪式双曲屋面,屋盖结构结合建筑造型要求,采用了多榀钢屋架+单层四边形斜交网格的结构体系。针对钢屋架、斜交网格等不同方案以及抗侧力构件的分析、比较,确定了合理的结构方案。钢屋盖的动力特性和静力分析表明结构具有可靠的受力性能。选用屋盖构件截面、连接节点时充分考虑了外露结构的美观要求,结构较好地体现了建筑形态和设计理念。