钢板加固螺栓球节点力学性能试验研究

针对螺栓球节点高强螺栓漏拧、少拧的情况,实际工程中常采用焊接钢板加固螺栓球节点来保障螺栓球节点承载力。为探究钢板加固螺栓球节点的破坏形式及极限承载力规律,对三组高强螺栓拧入深度0.5d(d为螺栓直径)螺栓球节点采用钢板加固并进行受拉承载力试验。试验结果表明,钢板加固螺栓球节点虽能提高节点的承载力,但试件高强螺栓和钢板变形很难协调,共同受力不理想,易发生局部破坏。故对原有加固方法进行改进,并进行加固后螺栓球节点拉伸破坏试验。结果表明,改进后的钢板加固螺栓球节点力学性能得到很好的提升,可为螺栓节点加固提供保障。

螺栓球节点对钢管杆件屈曲特征值的影响

利用ANSYS软件建立螺栓球节点与钢管杆组合构件的有限元模型,采用接触模拟法计算螺栓球钢管构件的屈曲特征值,分析螺栓球节点作为杆件两端约束时对杆件临界荷载产生的影响;参数化研究螺栓半径、套筒壁厚、封板厚度、螺栓头半径和套筒长度等因素对不同长细比杆件屈曲特征值的影响;基于杆件屈曲的欧拉公式,通过回归分析获得考虑螺栓球节点参数与杆件长细比影响杆件的屈曲特征值计算公式。结果表明:随螺栓半径和套筒壁厚增大杆件屈曲特征值显著增大,螺栓头半径对其的影响可忽略不计,封板厚度的增加和套筒长度的减小也能使杆件屈曲特征值有所增加;随杆件长细比的增大,以上各因素对杆件屈曲特征值的影响均逐渐减小,同时杆件长细比越大螺栓球节点对杆件的约束越强;利用回归分析获得组合构件屈曲特征值公式的计算值与有限元结果接近,随节点参数与杆件长细比的变化趋势一致,该公式能够较精准地计算杆件屈曲特征值。

大跨度螺栓球网架结构施工工艺的应用

随着生活水平提高,人们对自来水水质要求越来越高,自来水厂提质改扩建项目越来越多,大型水处理厂构筑物屋面结构设计迎来发展。天津市津滨水厂土建工程一标段滤站屋面结构采用的是螺栓球节点正放四角锥网架,为多柱点支撑形式结构,跨度为96 m×63.1 m。因施工场地限制,本工程结合现场实际选用了大跨度螺栓球网架结构整装与空中散装结合的施工工艺,成功解决了施工场地狭小、施工作业面有限的问题,取得了很好的施工效果。着重对该施工技术进行了阐述,总结了宝贵的施工经验,希望在以后能为类似工程项目实施提供参考。

梅钢钢铁体验馆屋盖螺栓球网架吊装施工技术

梅钢工业旅游入口服务区环境整治项目文创园钢铁体验馆钢屋盖为螺栓球网架,施工过程利用地面投影有限空间进行组装后,采用单吊机整体吊装施工方法,并在高空水平移位后利用周围其他钢柱作临时支撑放置,待剩余柱钢梁及螺栓球支座焊接完成后,再次起吊一次降落就位。重点介绍了该吊装工程的施工方法、技术保障措施以及施工现场相关控制要点等。

基于压电阻抗和卷积神经网络的螺栓球节点健康监测

节点连接区域是结构受力最集中、最重要的部位,一旦发生松动,将导致连接失效,进一步引发结构坍塌。针对空间结构螺栓球节点内部的连接螺栓存在隐蔽性且微小松动难以察觉的问题,提出了一种基于压电阻抗和卷积神经网络的螺栓球节点健康监测方法。制作了一个正放三角锥缩尺网架模型,将压电陶瓷传感器(PZT)粘贴在杆件近球节点一侧的外表面,对套筒施加大小不同的扭矩来模拟螺栓球节点不同程度的健康状态,在固定低电平电流激励下,测量压电陶瓷传感器电导信号(阻抗倒数)的变化以判断节点内部螺栓松动是否发生,进一步采用卷积神经网络方法,以归一化的电导信号矩阵为输入,以损伤程度对应的二进制标签为输出,构建卷积神经网络,利用训练好的卷积神经网络对节点松动程度进行识别。研究表明所提方法可以有效监测节点内部螺栓发生的初期小损伤,卷积神经网络具有强大的鲁棒性,更适合于工程实际,为监测螺栓球节点连接的空间结构安全运营提供了一种新思路。

大跨度螺栓球型网架设计与安装技术研究

文章结合太原武宿综合保税区(阳曲园区)一期基础配套设施建设项目,介绍了大跨度螺栓球型网架结构的特点,阐述了网架设计的原则及其制作与安装方案,就网架的安装施工流程、施工要点和施工质量控制进行研究,极大地减少了高空作业的危险因素,使施工更加安全可靠,同时也提高了施工效率,为施工中各项工序穿插作业创造了便利条件,有效保证了工程建设施工的整体质量。

大跨度螺栓球钢网架优化及施工质量控制

大跨度螺栓球钢网架以其优越的机械性能、结构性能和装饰效果,在现代建筑工程中得到了广泛的应用。与此同时,随着科技的不断发展和进步,对螺栓球钢网架的设计和施工技术也提出了更高的要求,设计优化和质量控制成为当前行业研究和实践的关键课题。本文对大跨度螺栓球钢网架的优化设计以及施工质量控制要点进行了详细的探讨,以期为相关从业人士提供参考,共同推动螺栓球钢网架技术的发展。

新型螺栓球-H型钢梁节点力学特性分析

以合肥南方水泥熟料库网架为研究对象,提出了一种新型螺栓球-H型钢梁网架,采用有限元软件Abaqus建立了4组不同参数的新型螺栓球-H型钢梁网架节点模型,研究了节点在受拉、受压和受弯状态下的荷载-位移曲线、应力应变分布和极限承载力等。结果表明,节点在压力、拉力和弯矩作用下都具有较高的刚度和承载力,增加圆柱体的厚度能有效提高节点在受压受拉和受弯状态下的刚度和承载力,增加节点板和顶板的厚度对节点各受力状态下的刚度和承载力提高不大。

大跨度螺栓球节点钢网架安装施工技术

网架结构具有重量轻、刚度大、抗震性能好等优点,并且利于成批生产,容易保证构件加工质量。湖北省襄阳市襄阳港小河港区综合码头散货货棚采用正放四角锥网架,节点为螺栓球节点。文章通过网架安装工程,详细介绍了大跨度螺栓球节点钢网架“山墙起步与高空散装相结合”的施工方法,从施工难点及解决措施、施工方法的选择、网架施工、施工质量控制等方面介绍了大跨度螺栓球网架工程的安装施工技术,以期为今后类似工程的施工提供参考和借鉴。

冷缠防腐技术在洗煤厂螺栓球节点网架钢结构上的应用

不连沟洗煤厂螺栓球节点网架钢结构原有涂层防腐失效后急需一种满足现场施工使用要求的防腐材料来提供新的防腐蚀保护。冷缠防腐技术以其表面处理要求低、可在潮湿环境下施工,同时具备阻燃特性等特点,完美的契合了煤矿洗选系统的要求,在提供长效防腐保护的同时也为生产的连续性、安全性带来了保障。

弧形螺栓球网架滑移脚下架施工技术

通过对处于建筑物内部弧形网架的分析,采用滑移脚手架的方法进行原位置拼装。对滑移阻力和弧形网架在支座处产生的水平力进行计算,选择合适的牵引工具和处理方法,同时优化脚手架搭设规格和滑移次数,此方法在工程中取得非常好的效果。

螺栓球节点试验及在单层网壳结构中的应用性

为充分利用螺栓球节点的抗弯刚度,实现其在单层网壳结构中的应用,针对螺栓球节点开展力学试验研究,配合以精细化的有限元分析,获得节点的抗弯性能,并采用弯矩-转角关系来描述.利用ANSYS程序,采用弹簧单元模拟节点弯曲与扭转性能并将试验获得的弯矩-转角关系引入节点属性中,构建了螺栓球节点单层网壳的有限元模型.在此基础上系统开展了网壳结构的稳定性能研究.结果显示:采用螺栓球节点的网壳对于荷载不对称分布较为敏感,而且失稳过程中总伴随有节点的弯折效应;单层球面网壳的极限承载力最低可达到对应刚性节点网壳的32%,最高则超过98%,而单层柱面网壳则仅为10%,这表明此类节点可以应用在单层球面网壳中,但不宜在单层柱面网壳中采用.

网架结构大直径螺栓球节点性能试验研究

近年来大直径高强度螺栓在网架结构螺栓球节点中的应用有增多的趋势。对由钢管、锥头、螺栓(M68～M90)、球体等组成的节点承载力进行试验研究,介绍了试验方法、评定准则、节点中各部件的受力性能、破坏特征等。研究表明钢管锥头是整个节点中的薄弱环节,容易沿径向开裂,强度明显低于钢管强度,壁厚不足、材料屈服强度偏低、锻造质量欠佳是锥头强度不足的原因;大多数螺栓承载力难以达到规定的检验要求;出现了球体孔内螺纹剪坏、螺栓被拔出的破坏现象。为了工程安全,网架结构大直径高强度螺栓球节点的设计和制造质量必须引起特别重视。

半刚性型螺栓球节点单层K8型网壳弹塑性稳定分析

螺栓球节点并不是理想的铰接节点,它具有一定的转动刚度,是介于铰接和刚接之间的一种半刚性节点。通过螺栓球节点的试验和在ANSYS中的数值模拟研究,分别得到螺栓球节点试验和数值模拟的弯矩-转角曲线,两种分析方法所得的弯矩-转角曲线吻合较好,表明所提出的数值模拟方法是模拟螺栓球节点受力性能的一种正确有效的方法。在此基础上,利用数值模拟所得的常用螺栓球节点的弯曲刚度,并考虑节点弯曲刚度、节点扭转刚度、跨度和矢跨比、节点域、荷载形式、杆件截面类型、支承条件、初始缺陷等参数对网壳极限承载力的影响,对K8型螺栓球节点的单层球面网壳进行了弹塑性全过程分析,较为全面地掌握了螺栓球节点单层球面网壳的稳定性能。

螺栓球节点高强度螺栓拧入深度试验研究

螺栓球节点是空间网格结构的常用节点型式,节点的安全可靠关系着结构的安全性,足够的螺栓拧入深度是螺栓节点受拉安全承载的保证。对3种螺栓直径、3种螺栓拧入深度、18个螺栓球节点试件进行了受拉试验。试验表明:当螺栓拧入深度分别为螺栓直径的0.8倍、0.9倍时,螺栓螺纹与螺栓球内螺纹间咬合破坏,螺栓从球内拔出;当拧入深度为螺栓直径的1.0倍时,发生螺栓断裂破坏。不同螺栓直径同一拧入深度的螺栓球节点承载力与螺栓极限承载力的比值基本相同。为保证螺栓球受拉节点的安全,螺栓拧入深度不得低于螺栓直径。

考虑螺栓球节点半刚性的网格结构有限元模型修正研究

为获取用于螺栓球节点网格结构健康监测准确有限元模型,用具有刚度可调节点单元描述节点半刚性;采用神经网络技术,利用有限测点的模态信息构造频率与振型的组合参数CPFM作为网络的输入参数,提出对螺栓球节点单元刚度折减系数进行分步修正新方法。以单层柱面网壳振动台试验模型为例,在螺栓球节点精细化模型基础上,基于实测模态数据对其进行有限元模型修正。结果表明,修正后有限元模型能较好反映该网壳结构的真实动力特性,采用分步修正算法能精简神经网络结构,可有效用于螺栓球节点网格结构有限元模型修正,具有一定实用价值。

80m球径螺栓球节点单层球面网壳稳定性能分析

螺栓球节点是一类半刚性节点,能否应用到单层网壳中一直是该领域急需解决的关键问题之一,本文首先通过螺栓球节点域的有限元分析,利用已有试验研究结果,获得螺栓球系列节点的弯矩-转角关系,再通过数值方法将其引入到整体网壳的节点刚度模拟中,建立了半刚性节点网壳分析方法.在此基础上,针对沈北新区市民健身中心80 m直径单层球面网壳,采用螺栓球节点连接设计,并进一步对结构施工成形过程中的多个状态进行非线性稳定性分析,也对覆盖饰面材料后网壳的稳定性能进行了探讨.分析结果表明:在施工阶段,网壳局部杆件以受弯为主,导致水平荷载作用下1/2球的极限承载力最低,而竖向荷载作用下的3/4球则因为其上部变形较大导致其极限承载力下降较多;在网壳合拢后,受弯构件转化为以受轴向力为主,其竖向、水平极限承载力分别到达设计荷载的4.7倍和9.2倍,因此只要通过合理措施,避免施工各阶段可能出现的失稳破坏,螺栓球节点完全可以应用到单层网壳结构中.

螺栓球节点网架吊装施工在火车站改扩建工程中的应用

武昌火车站改扩建工程工期紧,对质量、环保要求高,且基础站台车流量大,同时有其他施工,传统网架安装方法将对基础站台原有正常秩序引起干扰。采用螺栓球节点网架吊装施工技术可以有效解决上述矛盾。通过对该技术的网架单元和施工工艺的介绍,阐述了现场施工的整个流程,以及网架吊装过程中的质量控制、安全措施和环保措施的要点。实践证明,螺栓球节点网架吊装施工具有较好的综合效益。

高强螺栓球节点常幅疲劳性能试验研究及计算

对螺栓球节点网架中高强螺栓的常幅疲劳性能展开了相关的理论与试验研究。利用稳定、可靠的疲劳试验加载装置和Amsler疲劳试验机对高强螺栓的疲劳性能进行试验;并将试验结果与国内相似研究成果进行对比分析,得出了合理的高强螺栓球节点常幅疲劳设计方法。研究结果可为高强螺栓球网架的设计及疲劳验算提供参考。

钢管与螺栓球组合试件超低周疲劳试验研究

为了研究钢管与螺栓球组合试件超低周疲劳性能,设计了两端带螺栓球节点的管球组合试件模型。对三种管球组合试件进行了大位移循环加载试验,试验过程中观察试件中部塑性变形区域弯曲、凹陷、开裂的发展历程及最终破坏形态;通过对试验数据的合理分析,研究三种组合试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、滞回耗能性能等超低周疲劳性能。试验结果表明:三种不同螺栓规格与钢管规格的组合试件,钢管塑性铰的破坏历程与破坏形态都大致相仿,均经历弯曲、凹陷、裂纹、开口破坏的过程,开口破坏时塑性铰区域呈椭圆形;每一次循环加载力卸载为零时钢管均出现一定程度的残余变形,这种变形随着持续的循环加载而不断累积,呈增长趋势;不同螺栓的组合试件对骨架曲线非线性起点的承载力影响不大,但对极限承载力有影响;试件塑性铰凹陷时刚度急剧下降,破坏前压荷载下其刚度基本一致,分别为1.80,1.75,1.85。