节点板连接K型钢管节点的应力集中

通过对足尺模型试验数据和有限元模型计算数据的分析 ,利用应力集中系数的方法对使用节点板连接的K型钢管节点的局部应力进行了研究 ,并拟合了应力集中系数的计算公式。

K型钢管—板节点受力性能与承载力计算方法

钢管—板连接节点是钢管输电塔常用的节点型式,但目前对其受力性能的研究还不够深入,缺乏相应可供工程设计使用的计算分析方法。采用ANSYS程序建立了K型钢管—板连接节点的有限元模型,对Kim所进行的系列节点试验进行了模拟对比分析,验证了有限元模型的合理性;通过变参数分析考查了K型钢管—板节点受力性能和节点破坏模式,研究了几何参数、主管应力比、加劲构造等对节点极限承载力的影响规律。在此基础上,提出了考虑支管约束作用的K型钢管—板连接节点极限承载力的计算方法,并验证了其适用性。

输电钢管塔K型管板节点承载力试验及参数

为考察K型管板节点的受力性能,进行了4个大尺寸无偏心、负偏心K型管板节点的静力试验.结果表明,负偏心节点安全可靠,可用于实际工程;无偏心、负偏心两种节点的受力性能和破坏模式基本相同.同时,对试验加载过程进行了有限元非线性数值分析,研究了各主要参数对节点极限承载力的影响,并将分析结果与各国相关规范建议值进行了对比,提出了K型管板节点的极限承载力计算公式;并对主管轴力和肋板对节点极限承载力的影响进行了评价.

±500 kV直流线路避雷器工程应用研究

雷击是影响±500 k V直流架空输电线路运行的重要因素,±500 k V直流线路避雷器的挂网试运行成功,为直流线路防雷改造提供了有效技术手段,但大规模的工程应用仍是空白。笔者结合±500 k V江城线直流线路避雷器安装项目,研究了±500 k V直流线路避雷器选型、选点原则,给出了不同塔型下直流线路避雷器的安装方案,并提出直线塔宜采用悬挂式安装方案,耐张塔宜采用地面支柱式安装方案。运行数据表明,笔者提出的±500 k V直流线路避雷器选型、选点原则防雷改造效果明显,安装方案达到线路安全运行要求,对±500 k V直流线路避雷器的推广应用和在运直流线路防雷改造工作具有重要的实践和借鉴意义。

带支撑节点板钢框架梁柱节点抗弯性能分析

研究了带支撑节点板钢框架梁柱节点的抗弯性能.在ABAQUS有限元分析软件中采用C3D8I单元分别建立了6个由端板或双腹板角钢连接的钢框架梁柱节点模型,其中,2个不带支撑节点板,4个带支撑节点板.研究在正、负弯矩作用下支撑节点板对钢框架梁柱节点承载能力、转动刚度的影响,并分析了增设底角钢、端板外伸等措施对带支撑节点板钢框架梁柱节点抗弯性能的影响.分析结果表明,支撑节点板使钢框架梁柱刚度提高,具有了半刚性,明显提高了节点的抗弯性能,增设底角钢和端板外伸有助于提高带支撑节点板钢框架梁柱节点抗弯性能.

屈曲约束支撑与钢框架节点板连接的抗震性能试验与分析研究

屈曲约束支撑作为耗能减震构件,其与钢框架连接形成屈曲约束支撑钢框架结构体系。然而目前对于屈曲约束支撑与节点板不同连接形式的抗震性能和破坏模式尚缺乏研究。为了获悉不同连接形式对屈曲约束支撑钢框架结构抗震性能和破坏机理的影响,进行5榀屈曲约束支撑与钢框架节点板连接试件的水平低周往复荷载试验,观察试验现象和破坏特征,考察屈曲约束支撑与节点板两端采用销轴连接、螺栓连接、焊接连接和混合连接对钢结构抗震性能的影响,研究屈曲约束支撑与钢框架节点板连接试件的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标,探讨屈曲约束支撑与钢框架节点板转动变形和关键部位的应变规律,分析结构的破坏模式和各构件屈服顺序。结果表明:屈曲约束支撑的芯板先于梁、柱和节点板屈服,试件滞回曲线饱满,表现出良好的抗震性能和延性。文章研究成果以期为屈曲约束支撑钢框架结构设计和应用提供科学依据。

人字形支撑与横梁板式连接节点滞回试验的数值模拟

支撑板式连接节点是铰接钢架节点的重要连接形式,它直接影响着框架支撑结构体系的抗震性能。采用ANSYS有限元软件对9个工字型截面人字形支撑板式连接节点试件的滞回性能试验进行了数值模拟。在验证有限元结果与试验结果较好吻合的同时,研究了支撑轴线交点位置、支撑端部净距和节点板厚度等重要参数对支撑体系的承载力、滞回耗能性能和节点板等效塑性应变的影响规律,所得结论可为板式连接节点的设计与应用提供依据。

基于负偏心的钢管插板连接的极限承载力

研究了主管规格为219×6的、有负偏心作用的1/4加肋钢管插板连接的极限承载力,同时借助有限元法分析了常用主管径厚比下不同长径比、不同负偏心距以及定长径比时主管直径、厚度以及节点板长度等参数对主管极限承载力的影响,在此基础上提出了此类节点极限承载力计算的建议公式.结果表明:在常用的主管径厚比下,负偏心对长径比大于30的主管的承载力是不利的,对长径比小于30的主管的承载力是有利的,这主要是由于长径比大于30时主管整体失稳先于局部屈曲,而长径比小于30时主管局部屈曲起主要控制作用;主管直径、厚度以及节点板长度对承载力影响明显;所得出的建议公式具有一定的适用性.

冷弯薄壁型钢钢板-螺栓梁柱节点的力学性能分析

为了观察不同梁、柱截面尺寸冷弯薄壁型钢钢板-螺栓节点静力性能的影响因素,采用AN-SYS软件对连接进行非线性有限元分析,研究3种梁柱腹板的节点螺栓间距、连接板厚度、腹板厚度和翼缘宽度等因素对其连接性能的影响.结果表明,梁柱腹板宽度、连接板厚度、梁柱腹板厚度是影响该连接节点静力性能的有效因素,而改变螺栓间距、梁柱翼缘宽度对节点的初始刚度和极限承载力的影响都不明显.给出了3种截面形式节点的设计建议,并对节点滞回性能进行了初步探讨,提出了滞回性能指标分析结论.

双节点板式K形外置钢支撑-方钢管柱连接节点力学性能的有限元分析

目的提出一种双节点板式K形外置钢支撑-方钢管柱连接节点,并对其抗震性能进行研究。方法采用ABAQUS软件对节点在单调荷载和往复荷载作用下的力学性能进行有限元分析,研究对拉螺栓直径、节点板厚度、方钢管柱壁厚、高强螺栓直径等参数对新型节点受力性能的影响。结果新型节点具备良好的耗能能力和延性;新型节点的承载力和初始刚度受高强螺栓直径变化的影响较大;耗能能力和延性受对拉螺栓直径变化的影响较大。在往复荷载作用下,新型节点的滞回曲线较为饱满,延性系数大于4,新型节点具备良好的抗震性能。结论新型节点的抗震性能良好,可以用于外置支撑-钢框架结构体系。

负偏心对钢管-插板K型节点承载力的影响

对主管规格为219mm×6mm有负偏心作用的1/4加肋钢管插板连接的极限承载力进行了试验研究,根据试验结果提出了等效受力模型,在此基础上研究了有负偏心的1/4(1/2)和全环形加强板钢管插板连接的K型节点的主管轴力、主管管壁弯矩和剪力三者之间的相互关系,并利用有限元软件分析了各参数对节点极限承载力的影响,在此基础上提出了此类节点的建议公式并与试验结果进行了比较。结果表明:建议公式表面看是反映两两之间的相互关系,实际上是反映了主管轴力、主管管壁弯矩和剪力三者之间的关系,建议公式能较好的估算节点承载力的上限值。

钢管塔架K型加肋节点的承载力分析

通过试验对1/4加肋K型钢管插板连接节点的极限承载力进行了研究,同时借助有限元分析了主管壁厚,环板宽度和厚度以及不同加肋方式对节点极限承载力的影响。在此基础上根据试验和有限元结果以及节点的破坏模式提出了适用于估算此类节点极限承载力的极限分析模型和建议公式。结果表明:加肋K型钢管插板连接节点的承载力受主管壁厚和环板宽度和厚度的影响较大,且分主管控制和环板控制2种情况来讨论。采用的四铰破坏机理和五铰破坏机理极限分析模型能较好的反映此类节点的受力性能。

K型钢管-板节点的极限承载力研究

采用有限元分析软件建立K型钢管-板节点有限元模型,验证了有限元模型的合理性,重点研究各个参数对节点极限承载力的影响规律.基于有限元分析结果,在归纳总结了节点板长度与主管直径比(α=L_p/D)、主管径厚比(γ=D/T)、节点板厚度与主管壁厚比(τ_1=t_p/T)、加劲板厚度(t_d)、主管轴向应力比(η=P_v/Af_y)及主支管的加载比例对节点极限承载力影响的基础上,提出带有加劲板的K型钢管-板节点极限承载力公式.

节点板式连接对H形钢支撑面外稳定性能的影响

为研究节点板对H形支撑面外弯曲约束能力和对支撑稳定承载力的影响规律,设计并制作了12个带有节点板的H形支撑(支撑系统)模型试件。进行了轴向等幅往复循环加载条件下的试验研究,得到了支撑端部的节点板连接净距等对支撑稳定承载力的影响规律,建立了往复循环加载条件下受压时支撑稳定承载力的退化准则和屈曲后承载力的建议取值方法。使用有限元方法对试验结果进行了精细化数值模拟,二者吻合效果良好。据此,对带有节点板的支撑系统进行了足尺模型的大规模参数分析。结果表明,支撑长细比、节点板厚度、支撑端部的节点板净距、支撑与梁柱夹角等参数对支撑稳定承载力和节点板面外转动刚度具有显著影响。基于这些关键参数对支撑端部弯曲约束能力的影响规律,并考虑尺寸效应,给出了板式连接节点对支撑面外转动刚度和支撑计算长度系数的建议取值公式,可以用于支撑的稳定承载力计算。

冷弯薄壁C型钢轴压短柱受力性能试验研究

对冷弯薄壁C型钢轴压短柱的受力性能和破坏模式进行了试验研究.设计的截面形式为用节点板和螺栓连接的双肢背对背C型钢,试件共7个,并对其进行了轴压承载力试验.研究了该短柱在轴向压力作用下C型钢型号(翼缘宽厚比)、节点板厚度和节点板间距对短柱受力性能的影响.

输电杆塔插板连接管节点参数研究

通过有限元数值分析方法,从节点板尺寸、主管径厚比、主支管轴线夹角、主管轴力等方面开展了插板连接管节点极限承载力的参数研究,得到了管节点各个参数对其承载力的不同影响规律,并给出了工程设计的合理建议。

装配式板式连接对角支撑框架结构抗震性能研究

支撑是铰接框架的重要组成部分,其与板式节点所组成支撑系统的抗震性能直接影响了整个框架支撑体系在地震作用下的反应。根据支撑截面宽厚比、支撑端部净距等参数,设计了5个装配式板式连接对角支撑的单层单跨铰接框架支撑结构的试验试件,通过伪静力试验,对其抗震性能进行了研究。结果表明:支撑深入节点板满足2t净距要求(t为板厚),且在一定范围内支撑宽厚比越小,试件的抗震性能越好;节点板上的支撑端部净距为负值时,支撑系统的耗能能力劣化,但仍可使装配式支撑节点具有高于支撑自身的低周疲劳寿命。由于支撑节点板的存在,将在相连的梁柱中产生附加弯矩,基于试验结果,给出了附加弯矩的取值建议。

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.

节点板上升式连接件有限元计算模型

为了探讨组合桁架中节点板上升式连接件内应力应变分布规律及其受力机理，本文先对整体测试的组合桁架中这类连接件进行受力分析，然后建立有限元模型，编制ＦＯＲＴＲＡＮ程序，电算出一系列应力，以便于后文中与实测值比较分析。

组合桁架中节点板上升式连接件有限元分析模型

为了探讨组合桥架中化点板上升式连接件内应力应变分布规律及其受力机理，本文先对整体测试的组合桥架中这类连接件进行受力分析，然后建立有限元模型，编制FORTRAN程序，电算出一系列应力，以便于后文中与实测值比较分析。