应急钢桁梁桥钢销节点疲劳性能分析

应急钢桁梁作为拼装式结构,反复安拆及倒运过程中可能导致销孔连接位置出现损伤,对其使用寿命产生影响。以某128 m跨应急钢桁梁桥为研究对象,缩短销孔边距,模拟钢桁梁销孔损伤影响,开展疲劳性能试验及仿真模拟,研究钢销节点疲劳性能。结果表明,静力仿真结果与疲劳试验结果具有较好的一致性,验证了模型的可靠性;试验钢销节点损伤后的疲劳寿命仅为16980次,FE-SAFE仿真分析求得疲劳寿命为20592次,两者较为接近,进一步验证了疲劳试验结果的可靠性。考虑销孔损伤的疲劳寿命与正常状态相比差异显著,说明销孔损伤会大幅降低其疲劳寿命。因此应注意应急钢桁梁杆件保护,同时加强钢销节点质量控制。

大吨位销轴连接节点的静力性能研究

目前销轴连接节点已被广泛运用于实际工程中,但大吨位销轴连接节点足尺试验还较为少见,销轴与耳板间相互作用对节点承载力的影响研究仍有所不足。为研究是否设置内耳板加劲板、销轴制造误差、销轴盖板是否松动等因素对销轴连接节点力学性能的影响,完成了2组2 000吨级的足尺试验和10组有限元模型分析。研究结果表明,加劲板对限制内耳板变形的作用较强,但对限制外耳板相对变形的作用较弱;设置加劲板可以有效降低销轴中部的应力水平,但也将导致销轴端部的应力集中现象加剧;销轴孔和销轴间的间隙增大将导致销轴受压的孔壁出现应力集中现象;销轴盖板的刚度不足将导致销轴的应力水平升高。销轴连接节点在加工制作时需保证销轴孔径的加工精度,在安装时应保证销轴盖板具有足够的刚度且与销轴可靠连接。研究结论可为同类大吨位销轴节点的设计和应用提供参考。

基于AHP-模糊模型的液压支架试验台中梁销轴节点优化研究

大吨位液压支架试验台加载试验中梁销轴节点端部孔壁区域峰值载荷过大,为改善销轴变形导致应力作用范围非连续性的状况,基于赫兹接触理论建立试验台销轴节点变形后峰值接触应力的数学理论模型,利用ANSYS软件对销轴节点模型仿真分析并与理论模型进行比对。结果表明:模拟结果与理论数据具有良好的一致性。结合实际工程现场应用,确定了降低销轴节点孔壁接触区域应力峰值的5个主要指标,即:轴孔缝隙、轴套管厚度、节点板厚、倒角长度、倒角角度,运用Minitab软件对3个评价指标:应力、切应力和应变建立主效应云图;根据模糊数学理论建立3个评价指标的隶属度函数,利用层次分析法(AHP)确定评价指标的权重向量,结合模糊综合评价和最大隶属度原则得到5个主要指标的最优解参数组合,并对该参数组合进行模拟。结果表明:优化后的销轴节点立柱峰值应力降比58.77%,耳板节点峰值应力降比12%。最优解参数组合在50 MN液压支架试验台的设计研发中得到了现场应用,验证了该优化参数的合理性,有效提升液压支架试验台加载试验时中梁销轴的使用寿命。进而证明:通过对销轴节点增设斜坡倒角,设置合理的初始间隙以及板材厚度,能够很大程度上减少销轴节点峰值载荷,并改善应力作用范围长度,为重型设备插拔定位销轴组件设计的实际工程应用提供了参考。

大跨度楼面桁架销轴节点承载性能试验研究

以山东邹城国际会展中心实际工程为研究背景,结构为多层框架,柱采用圆钢管或矩形钢管,梁采用钢桁架或H型钢.大跨度部分二层楼面钢桁架上下弦杆及腹杆均采用H型钢,与圆钢管柱采用销轴节点连接,为较理想的铰接.因楼面荷载大,现行规范没有销轴节点的设计方法,有必要进行试验研究.通过4组试验及有限元分析,表明销轴节点具有良好的传力性能和转动能力,承载性能满足设计要求,其设计方法可供类似工程参考.

销接节点考虑接触特性的设计讨论

销接连接形式具有接触受力的特性。若不考虑这种特性,按现行设计思路将会夸大销轴受力的不利情况。参考Winkler弹性基础模型的假定,建立了一种新的简化计算模型。在此基础上推导出销轴跨中弯矩的设计计算公式。分析表明跨中弯矩在按规范JTJ025-86计算结果的基础上应乘以系数β进行折减,以考虑荷载沿销轴轴向的分布。销接节点实例分析证实按该模型计算的结果与接触仿真模拟的结果吻合程度较好。

大跨重载钢结构梁柱销轴节点承载性能试验研究

某多层工业厂房为钢框架结构,二层大跨度楼面钢桁架与钢柱连接采用销轴节点.钢桁架上下弦杆及腹杆均采用H型钢截面,弦杆及腹杆通过特定构造形式的节点域采用销轴与柱伸出的耳板连接.为满足工程设计要求,需要确定其承载性能.根据设计要求和有限元分析结果,对该连接节点设计了4组试件进行试验研究,结果表明销轴节点在设计荷载下处于弹性阶段,破坏阶段仍具有良好的延性,承载性能满足设计要求,可为类似工程参考.

内嵌多块钢板销式连接木结构节点承载力的计算与设计方法

随着技术的发展,现代木结构开始向大跨、多层方向发展,在荷载作用下连接节点处往往会产生较大的内力,而内嵌多块钢板销式连接节点具有较高的承载力且破坏具有较好的延性,越来越广泛地应用于现代木结构设计中.介绍了内嵌3块钢板销式连接节点的破坏模式,根据Johansen屈服理论推导了各种破坏模式下其承载力计算公式,并简要地介绍了实际工程中连接节点在弯矩M、剪力V共同作用下的设计方法,对实际木结构工程中该类连接节点的设计具有一定的参考价值.

大跨重载钢结构梁柱销轴连接节点有限元分析

目的对大跨重载下销轴节点的受力情况和极限荷载进行分析,以弥补现行钢结构设计规范中销轴设计相关内容的空白.方法选用有限元软件ABAQUS建立节点三维有限元模型,对受压、受拉作用下的销轴节点和单调、循环荷载下的子结构分别进行了有限元模拟.结果有限元结果和试验结果吻合良好,节点相对于设计荷载工况具有相当的安全系数,在循环荷载作用下有较好的延性和耗能能力.节点的设计满足强节点弱构件的要求.结论试验结果证明有限元模型可以很好地模拟试验结果,有限元软件能够辅助销轴节点设计.

太原植物园大跨胶合木网壳销轴-钢插板支座节点受力性能试验研究

基于太原植物园大跨度胶合木网壳结构工程案例,针对支座处用于连接胶合木杆件与基础的销轴-钢插板节点,进行了两个单调加载及一个往复加载的抗弯试验,得到了节点的荷载-位移曲线及滞回曲线,给出了节点的转动刚度及承载力,并给出了节点的典型破坏模式。试验结果表明:节点抗弯承载力相当于胶合木构件抗弯承载力的24.4%,具有半刚性特征,在结构设计中应当予以考虑;同时,节点破坏模式表现为延性,滞回性能良好。最后,通过试验结果计算得到节点的转动刚度,并与设计进行对比,验证了设计的安全性。

开槽误差对内嵌钢板销式连接木节点承载力的影响

内嵌多块钢板销式连接是现代重型木结构节点连接方式中最为有效的一种,被越来越广泛地使用在木结构节点连接中。在实际工程中,由于制作误差,通常木构件的开槽宽度大于钢板厚度,可能对连接节点的承载力有一定影响。为了更好地了解开槽宽度对承载力的影响,基于Johansen屈服理论推导了考虑开槽误差时内嵌三块钢板承载力的计算公式,并进一步分析了开槽误差对其承载力的影响。分析结果表明,连接节点的承载力随开槽误差的增加而减小,所以在实际木工程连接节点中应尽量降低开槽误差。

洞庭湖大桥销接节点设计精细化分析

采用实体单元及接触面单元建立销接节点区域局部有限元模型,精细的模拟了销接节点的受力。结合洞庭湖大桥主梁和吊索连接的销接节点设计,揭示了销接节点的受力状态,得出销孔接触面的接触应力及吊点耳板销孔局部承压的应力分布,并结合国外相关规范对洞庭湖大桥的销接节点进行了计算。

空间结构销铰节点销轴常幅疲劳数值模拟

空间结构的受力关键是节点受力是否满足其强度或刚度要求。以空间结构销铰节点销轴常幅疲劳强度为研究对象,基于相似数值模型和nCode Designlife疲劳分析软件对节点进行5个因素共32个理论模型的疲劳仿真,得到其销轴应力-循环次数曲线(S-N curve)并建立其疲劳寿命理论估算公式。分析结果表明:销轴在对称循环加载作用下(应力比R=-1),其热点应力位于外侧内外耳板交界与销轴接触面处,且2×10^(6)循环次数对应名义允许应力幅为94.42 MPa;销轴常幅疲劳性能与节点销孔间隙、耳板厚度、耳板间距3个参数负相关,与销轴直径、销轴材质屈服强度2个参数正相关;销轴常幅疲劳性能影响因素敏感性的主次顺序为:销轴材质→销孔间隙→耳板间距→销轴直径→耳板厚度。

单向加载下明销直榫节点力学性能研究

西南木结构民居的节点主要采用带销钉的直榫连接,明销直榫连接是其中最常用的连接方式之一。为了研究明销直榫节点的力学性能,设计了8个足尺明销钉直榫节点和2个无销钉直榫节点,并进行抗弯的单调加载试验,得到不同类型节点的弯矩⁃转角曲线以及拔榫量⁃转角曲线,探讨销钉形状、位置对直榫节点性能的影响。研究表明:明销直榫节点在单向加载的情况下,其弯矩⁃转角曲线大致分为弹性受力阶段和塑性发展阶段,节点的失效原因主要是木材强度的破坏导致其变形过大而失去承载力;销钉对直榫节点有一定约束作用,能提高直榫节点的力学性能,降低其拔榫量;方形销钉对直榫节点约束性更强,销钉的位置对直榫节点影响较小。

明销透榫节点抗弯性能研究

为研究我国西南地区民族木结构中的主要榫卯节点——明销透榫节点的抗弯性能及其影响因数,设计了两个足尺节点进行单调加载试验,获得了其弯矩-转角关系曲线以及失效形态,并运用ABAQUS软件对影响节点抗弯能力的因数进行数值模拟分析。研究结果表明,明销透榫节点的失效主要是由于榫头顺纹受压变形与卯口横纹受压撕裂破坏,柱与枋本身较为完好;穿销透榫节点表现出更好的抗拔榫性能;明销透榫节点的抗弯能力的强弱主要取决于枋的横纹受压变形能力的强弱;摩擦系数和榫头高度的增加均可以显著提升节点屈服弯矩,同时榫头高度的增加使得节点的最大弯矩有较大幅度提升。

抱杆销轴连接节点设计与有限元分析

对抱杆螺栓连接型式进行了改进,提出了销轴连接的方法。采用建筑类钢结构规范,完成了抱杆销轴连接节点的结构设计,并运用ABAQUS软件对节点进行了非线性有限元分析,研究了节点在荷载作用下的应力及变形情况。结果表明,销轴节点在设计荷载工况下具有较大的安全系数和强度储备,能够满足正常使用的要求。

新型销轴节点在空间结构中的应用

销轴节点在现代空间钢结构体系中应用十分普遍，实际施工过程中的质量能否保证该节点受力对结构的安全具有很大影响。因此，设计出一种既能满足受力又方便施工的销轴节点，对工程质量的提高具有积极的意义。

承插型盘销式钢管支架结构稳定性试验与参数分析

作为一种薄壁钢管结构,结构稳定性是影响施工用钢管支架结构安全性的主要因素。对一种新型承插型盘销式钢管支架结构稳定性进行试验和理论分析研究,包括基本受力单元体足尺试验和有限元分析,并在此基础上对由基本受力单元体扩展形成的支架整体结构进行稳定性参数分析。研究结果表明:支架结构体系中设置的斜撑杆对提高结构稳定承载力具有重要作用;支架结构体系具有完整性,基本受力单元体纵横向空间扩展对支架结构整体稳定承载力影响不大;立杆顶部悬臂长度是影响支架结构稳定承载力的关键因素,通过拟合参数分析结果提出了结构稳定承载力简化计算公式;并提出了工程实践时应注意控制立杆顶部悬臂长度或采取减小顶层水平杆步高的构造措施来提高支架结构安全性的建议。

几种常见钢结构埋件节点的有限元受力分析

现行《钢结构设计规范》对构造复杂的钢结构预埋节点采用近似计算方法,无法完整体现节点各个不同部位的应力情况及承载力的准确值。本文利用通用有限元软件ANSYS建立计算模型,设置接触单元,能模拟混凝土预埋件中的刚接节点、半刚性节点及销轴节点的受力状态,得出节点各个部位的应变和位移,得出节点的破坏机理和各个部件的破坏形态。

广厦大学图书馆钢桁架悬挂体系结构设计

广厦大学图书馆采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,为满足建筑功能要求,在屋顶设置悬臂钢桁架,悬臂钢桁架端部设置钢吊柱,吊柱与各层楼面钢梁相连,形成悬挂体系。采用YJK和MIDAS Gen软件,对比分析了小震作用及风荷载作用下结构的内力弹性响应、静力弹塑性分析。考虑钢桁架上下弦楼板协同作用,并指定施工顺序进行施工模拟分析,采用ANSYS有限元分析软件对销轴节点进行验算。结果表明:大震作用下,结构具有较高的承载力和较好的延性,结构具有安全性和合理性;销轴节点具有良好的受力性能,应力水平均符合要求;悬挑位置采用钢-混凝土组合楼盖可以缩短工期,提高建筑装配率。

昆明华润中心T1超高层塔楼结构设计分析

昆明华润中心T1塔楼为8度抗震设防的超高层建筑,建筑总高度为297m,是带加强层的钢管混凝土框架-型钢(钢板)混凝土核心筒混合结构体系。利用有限元软件研究了采用减轻结构自重、合理控制剪力墙受拉应力、设置有限刚度的加强层和设置屈曲约束支撑等技术后,整体结构在地震作用下的变化,同时研究了地震作用下构件的受力特点。结果表明:整体结构的抗侧刚度提高,同时材料用量减少。结构的各项指标满足规范要求,能达到预期的抗震性能目标。