装配式建筑混凝土梁两端节点承载力监测仿真

装配式建筑是由多个构件拼装在一起,拼装节点凭借预制预埋槽钢连接,是受力最小的,也是建筑整体的最小承载力,提出一种混凝土梁两端节点承载力监测方法。构建拉-压杆模型分析节点的受力情况,得到水平拉杆和竖向拉杆受剪力值,计算斜向构件、水平构件和竖向构件在剪力中所占比例,得到混凝土梁两端节点极限抗压强度;构建混凝土梁构件间力学模型,通过静力极限平衡条件计算两个节点间剪力,完成节点承载力监测工作。展开对比仿真,结果表明,所提方法得到的承载力监测结果与测试值的均方根误差最小,且承载力均值全部落在了50%置信区间内,验证方法具有较强的适用性和监测精度。

掺复合镍铁渣混凝土梁柱中节点承载力分析

为促进复合镍铁渣混凝土在实际工程中的应用,针对复合镍铁渣混凝土与水平受力钢筋之间的黏结力较弱问题,理论分析了掺复合镍铁渣混凝土梁柱中节点(后称“镍渣混凝土中节点”)的受力机理,指出镍渣混凝土中节点承载力不仅以节点受剪、梁端受弯控制,还存在节点核心区内梁贯穿纵筋的黏结失效问题,并推导了相应的节点承载力公式。基于已有的5个镍渣混凝土中节点拟静力试验结果,验证了本研究理论分析的可靠性,指出复合镍铁渣混凝土强度是节点承载力的重要保障,应采用合理的配合比。为防止梁贯穿纵筋在节点核心区内过早发生黏结失效,提出了与复合镍铁渣掺量、混凝土强度、钢筋等级相对应的梁纵筋相对贯穿长度(hc/d)限值。

T形钢管混凝土异形柱和工形钢梁节点承载力性能试验

目的研究T形钢管混凝土异形柱和工形梁节点在反复荷载的承载力性能,为合理评价该类型节点的受力性能和承载能力提供依据.方法对3个T形钢管混凝土异形柱和工形钢梁节点进行反复荷载试验研究,其中一个试件为全焊接节点,两个为栓焊混接节点,分析了节点在反复受力过程中的变形特征、承载力退化及能量消耗的能力;在试验结果的基础上建立有限元模型,并将限元分析和试验得到的竖向荷载-变形曲线以及最大荷载进行对比.结果使用具有足够数目塞焊孔的套筒连接的栓焊混接节点的滞回曲线最为饱满,计算得到的耗能系数最大;有限元分析结果和试验结果对比显示有限元模型与试验竖向荷载-梁端变形曲线以及最大荷载吻合良好,有限元分析结果可以用于参数分析.结论 T形钢管混凝土异形柱和工形钢梁节点具有比较良好的滞回性能和耗能能力;梁与套筒间的焊缝质量以及套筒和柱之间的塞焊质量对节点的承载能力、变形能力和耗能能力都有重要影响,塞焊数目对承载能力有显著影响,而焊缝质量对耗能能力有显著影响.

钢板组合剪力墙-钢梁侧板连接节点承载力研究

采用ABAQUS有限元软件对钢板组合剪力墙和钢梁侧板连接节点进行了受力机理分析,详细剖析了典型节点的受力性能。分析表明连接节点极限承载力随侧板长度、侧板厚度和组合墙端板厚度的增大而增大,但参数轴压比和混凝土强度等级则影响较小;在此基础上根据塑性屈服线理论,给出了连接节点的承载力计算公式,并与有限元计算结果进行对比,验证了计算公式的合理性。

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。

全焊接组合梁–柱节点承载力试验研究

为了研究全焊接组合梁–柱节点的承载力,通过两个中跨全焊接组合梁–柱节点在单调静力作用下和低周往复荷载作用下的破坏试验,获得了节点承载性能、滞回性能和破坏模式。由试验结果可看出:节点主要的破坏模式为钢梁下翼缘及腹板局部屈曲和混凝土压溃。本文将介绍主要试验结果,为后续试验研究提供依据。

基于软化效应的型钢混凝土节点抗剪承载力计算

根据现有试验资料,对规范YB 9082—2006《钢骨混凝土结构技术规程》和JGJ 138—2016《组合结构设计规范》中型钢混凝土节点抗剪承载力计算公式进行计算,结果表明,规范计算结果偏于保守,且离散性较大,主要原因在于混凝土项取值过于简化,导致计算结果离散性大。基于软化效应,考虑主拉方向对主压方向强度的弱化影响,对混凝土强度、配箍率、型钢约束强度、轴压比等因素的影响进行量化分析,并提出抗剪承载力计算公式中混凝土项的修正公式,结果表明,所提公式可以合理考虑各因素的影响,提高计算结果的准确性并降低离散性。

武汉火车站空间多平面圆钢管相贯节点承载力计算

对空间多平面圆钢管相贯节点承载力进行了研究,包括复杂多平面相贯节点的拆分原则、中外规范公式对比、多平面相贯节点承载力折减系数取值等,最后得出文中提出的复杂多平面相贯节点的拆分原则是合理的;采用欧洲规范对相贯节点进行校核偏安全;提出的多平面相贯节点承载力折减系数对武汉火车站工程是适用的。

考虑组合效应的钢框架节点承载力计算方法

国外震后研究发现,组合节点破坏的主要原因是混凝土楼板对节点刚度和承载力的影响被忽略。本文在2种类型4个梁柱组合节点研究和理论分析的基础上,评估了节点的承载能力以及主要的影响因素。通过有限元分析,讨论了节点区考虑组合效应的有效宽度取值。同时,推导得出考虑混凝土楼板组合效应的节点弹性受弯承载力和极限承载力的设计计算公式,对节点的抗震设计提出了建议。由对比结果可知,在对静力承载力分析结果进行折减后,计算值与试验值吻合良好,本文提出的设计方法可以用来指导工程实践。

建筑索结构销轴耳板连接节点承载力试验研究和有限元分析

建筑结构中的拉索常采用热铸锚具,通过单耳式或叉耳式连接件与结构耳板销轴连接。而索节点破坏将造成拉索失效,甚至结构连续性倒塌。目前,各国标准中关于销轴连接耳板承载力的计算存在较大差异,中国标准主要参照欧洲标准,但内容尚不完善。为研究若干关键尺寸对耳板承载力的影响,对销接耳板进行单轴拉伸试验,并采用CEN双折线法求得试件承载力;采用弹塑性实体模型进行有限元分析,得到耳板应力分布基本规律。结果表明:耳板端距和中截面单宽与耳板承载力正相关;加焊贴板能有效增强耳板承载能力;耳板应力分布较不均匀,当耳板破坏时远离销孔的材料强度并未得到充分利用。与试验结果对比所得,中国标准的销接耳板承载力计算较为保守,因此在净截面受拉承载力和端部抗劈拉承载力的计算式中提出了有效宽度和有效端距的建议值,并考虑了增焊贴板的作用。

矩形钢管混凝土桁架节点极限承载力研究

采用退化壳单元和三维实体单元分别模拟钢管和混凝土,考虑材料非线性、钢管与混凝土的接触非线性,对矩形钢管混凝土桁架节点的极限承载能力进行了研究。采用该方法对Y型节点、X型节点、T型节点以及K型节点进行非线性有限元分析得到的极限荷载值与试验破坏荷载值较为吻合。为矩形钢管混凝土节点极限承载力的分析提供了一个合适的方法,同时为矩形钢管混凝土桁梁桥节点的设计方法提供了理论依据。

T形焊接方管内加劲节点轴向力下的承载力

简述了国内外桁架节点加强的研究现状;对主管为焊接方管、支管为圆管的T形内部加劲节点在轴向力作用下的承载力,进行了较为系统的有限元数值分析;采用板壳单元,比较研究了多种参数下节点的极限承载力;通过试验与有限元的对比研究,为数值计算参数的选择提供了可靠的依据.相对于非加强节点,加劲节点具有更强的承载力.在大量节点数值计算基础上,对加劲板的内部布置、几何尺寸、承载力的提高等方面进行了系统分析,为此类节点型式在工程中的应用提供了设计参考.

多腔式钢管混凝土异形柱-H形钢梁框架U形板连接节点承载力研究

为解决传统梁-柱连接中外环板节点凸出室内空间的问题,对多腔式钢管混凝土异形柱-H形钢梁框架节点采用U形板连接构造形式。采用ABAQUS软件建立了节点有限元模型,通过与试验对比验证了模型的准确性。对U形板连接承载力进行参数分析,得到了柱钢管变形区高度计算方法。在试验研究和有限元分析的基础上,建立了U形板连接节点承载力简化模型,考虑了U形板连接件、柱肢正面钢板及柱肢侧面钢板三部分提供的承载力。基于虚功原理提出连接节点承载力简化计算式,计算结果与试验和有限元模拟结果吻合良好。为保证U形板连接节点达到刚性节点要求,建议单腔室柱钢管宽厚比不宜大于30;U形板厚度不宜小于梁翼缘厚度的1.2倍;U形板薄弱截面宽度需大于梁翼缘宽度的1/2。

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。

X型钢管相贯节点抗弯极限承载力的影响因素分析

为解决钢管结构设计中相贯节点设计问题,采用三维四节点弹塑性壳单元shell 181单元和理想弹塑性材料在ANSYS有限元程序中建立X型钢管相贯节点的有限元模型,分析了支管直径与主管直径比β、主管直径与壁厚比γ对X型钢管节点的极限抗弯承载力的影响,并给出各影响因素对X型钢管相贯节点抗弯极限承载力的影响规律.

基于节点承载力的高密度路网诱导路径选择方法

针对高密度路网诱导路径选择问题,基于图论对路网进行结构化选取,构建高密度路网模型。从节点评估的角度出发,提出综合考虑结构属性和交通运行状态属性的节点承载力指标。采用均质性、连通性2个指标评价路网节点结构属性,采用流量裕度、通行效率2个指标评价路网节点交通运行状态属性,提出一种基于TOPSIS算法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,优劣解距离法)的综合评价方法,实现对节点承载力的综合量化。基于节点承载力,构造路段承载力指标,采用重力模型和交通分配的方法将节点间的承载力分配到节点相连构成的路段上,并用路段实际交通条件修正即得到路段承载力。基于节点承载力和路段承载力,提出高密度路网诱导路径的确定方法。为证明本研究提出的高密度路网诱导路径选择方法的有效性,构建一高密度路网结构模型,同时采用本算法和传统Dijkstra算法规划诱导路径。结果表明:Dijkstra算法规划的路径虽为数学意义上的最优路径,但该路径途经低级节点,且需频繁切换道路进行交通转换,不符合驾驶员行车期望;本研究提出的基于节点承载力的高密度路网诱导路径选择方法得出的路径虽比Dijkstra算法稍长,但路径均由高等级节点和道路组成,这样的规划结果更符合实际交通诱导系统需求,更能体现驾驶人员选路偏好。

基于屈服线理论的内隔板式方钢管混凝土柱-钢梁节点的节点局部屈服抗弯承载力计算

针对内隔板式方钢管混凝土柱-钢梁节点的节点局部屈服抗弯承载力计算的方法,探讨并分析了CECS159∶2004《矩形钢管混凝土结构技术规程》设计规定与日本Koji Morita提出的两种基于屈服线理论计算方法的特点,并将轴压作用分别引入到3种计算方法中,得到相应考虑轴压作用的改进后计算方法。为比较上述各计算方法梁柱翼缘宽度比适用范围,对梁柱翼缘宽度比进行参数分析,并利用已有试验数据进行对比。为说明轴压作用对计算精度与安全性的影响,对改进前后计算方法的计算结果与已有试验数据进行对比。对比分析结果表明:改进的采用联合屈服机制的计算方法适用于任意梁柱翼缘宽度比情况,具有计算精度高、计算偏于安全的优点,且计算方便,宜于设计应用。

幕墙玻璃肋连接孔承载力试验与仿真研究

全玻幕墙具有较好的通透性,被广泛应用于现代建筑。对于大尺寸玻璃肋通常采用拼接的方式制作,拼接连接孔的承载能力对玻璃肋整体承载力影响很大,本文通过有限元软件ANSYS Workbench对连接孔接触进行分析,并与试验破坏荷载进行对比,比较玻璃孔内采用弹性介质尼龙1010套环与喜利得RE-500植筋胶两种连接孔构造对玻璃孔承载力的影响,然后分析玻璃孔尺寸对连接孔承载力的影响。结果表明:满足玻璃连接孔构造前提下,采用喜利得RE-500植筋胶的构造形式比采用弹性介质尼龙1010套环构造形式具有更高的承载能力;连接孔承载力随着开孔尺寸增大而提高,采用喜利得RE-500植筋胶构造形式下玻璃孔直径在∅54~56 mm最合适;工程实际中需严格控制玻璃肋的精加工,避免因玻璃表面缺陷影响玻璃肋的整体承载能力。

轴拉荷载下内置加劲肋内外刚性法兰承载力性能研究

结合国内外现有研究成果,在传统内外刚性法兰的基础上,提出一种内置加劲肋的新型法兰连接形式。采用ANSYS有限元软件,对含内置加劲肋法兰节点进行轴向拉伸参数分析,找出参数变化导致内外螺栓受力的不均匀度变化。结果表明:含内置加劲肋法兰比无内置加劲肋法兰较早达到屈服极限,且最大承载力略小于无内置加劲肋法兰;含内置加劲肋双圈法兰受力情况比较复杂,尤其是内置加劲肋两侧的螺栓轴力明显大于其他地方;内外圈螺栓受力不均匀度随内置加劲肋厚度的增大而增大。

早强水泥基砂浆增强H型钢节点承压能力试验研究

装配式钢结构支护体系在基坑支护中被逐步推广。针对H型钢围檩的局部承压能力低的难题,使用早强水泥基砂浆填充承压节点区。试验研究表明,填充早强水泥基砂浆可以有效约束H型钢翼缘和腹板的屈曲及变形,增强H型钢承压节点的局部承载能力。