平面KK型矩形钢管节点静力试验研究

依托某主题广场月牙形艺廊单层网壳钢屋架结构,选取其最不利受力节点,设计了中心插板节点和毂节点两种KK型矩形钢管节点,分别对其足尺模型进行静载试验,测试分析模型节点区域的应变及应力分布规律,对比分析支管端部的位移变化。结果表明:1)设计荷载水平下,两个节点均满足受力要求;毂节点和中心插板节点的最大试验荷载约为等效设计荷载的2.85倍和3.25倍,节点安全储备较高;2)在最大试验荷载作用下,两个节点支管根部与中心构件相贯焊缝附近部分均不同程度地屈服,毂节点圆筒内加劲肋焊缝局部出现开裂;3)相同荷载作用下,中心插板节点相应位置应力应变水平相对较低,故中心插板节点的承载强度较高;4)由试验荷载-位移曲线分析得出毂节点的各肢平均位移比中心插板节点约大13.3%,表明中心插板节点弹性刚度较大。

体育场焊接方管桁架双弦杆KK型节点的试验

主桁架作为体育场建设的重要环节,通过相互交叉连接的主桁架能构建各种双弦杆焊接方管KK型节点,该节点不仅焊缝密集,且自身结构具有较强的复杂性。基于此,文中通过对方管中特殊节点进行1∶4缩尺模型承载力试验研究,详细分析节点试验结果和方法,以判断节点破坏性能、受力性能在其中的作用。根据研究数据证明:该节点构造措施趋于完整,具有较高的承载能力,节点薄弱位置处于受压腹杆端部,在局部位置出现严重屈曲。工作人员通过在弦杆内部纵横设置加劲肋来增加节点强度和刚度,优化腹杆向弦杆传力,有效缓解了应力集中。

平面KK型圆钢管相贯节点平面外受弯性能研究

对平面KK型圆钢管相贯节点在不同荷载形式(工况)下的平面外受弯性能进行研究。进行几何构造相同的两个节点试件在同向(KKBH-1)、反向(KKBH-2)平面外反复弯曲作用下的滞回试验。介绍节点试验的方案与测试原理,考察不同荷载形式下节点的受力性能和破坏模式。研究结果表明,无论哪种荷载形式,节点的破坏模式均为相贯线附近焊缝热影响区主管管壁冲剪破坏,节点均表现出较好的延性与抗震性能;节点更多是依赖主管管壁开裂后裂缝的扩散及塑性变形来耗能,尤其是对于KKBH-1试件;KKBH-1的屈服荷载与极限承载力均低于KKBH-2,但延性略强于KKBH-2。试验研究及应用有限元软件ABAQUS的分析均表明,不同的荷载形式对节点的受力性能影响较大,KKBH-1表现出节点承载力低于构件承载力的性能,而KKBH-2则相反。

K型、KK型搭接方管节点的试验研究

通过对12个搭接方管节点的静力试验, 研究了不同搭接率Ov、支弦杆宽度比β下的K型、KK型部分搭接方管节点的极限承载力、失效模式与破坏机理。节点的失效模式有受压支杆在靠近两支杆搭接区域的局部屈曲、弦杆壁面在拉杆根部以外区域的局部屈曲和受拉支杆沿两支杆搭接处的断裂。应用ANSYS程序对试件进行了弹塑性大挠度分析, 其计算结果与试验结果吻合良好, 验证了ANSYS程序用于节点静力性能分析的可行性。同时, 将试验结果与CIDECT公式计算结果进行了比较, 指出了公式中的不足之处和有待于进一步研究的问题。

空间KK型圆钢管相贯节点极限承载力非线性有限元分析

运用ANSYS软件对某体育场屋差结构中两个空间KK型圆钢管相贯节点进行了极限承载力的计算,描述了该节点在荷载作用下应力的发展、变化过程,并将分析结果与相关试验结果进行了比较。在此基础上,对该体育场空间KK型屋盖节点的设计提出了一些有益的建议。

空间KK型钢管相贯节点极限承载力有限元分析

考虑材料非线性和几何非线性 ,应用有限元法分析了空间KK型钢管相贯节点的应力和塑性区分布规律、节点变形等受力性能 ;揭示了影响管节点承载力主要参数以及这些参数与承载力的关系 ;提出了空间KK型钢管节点承载力稍低于平面K型的观点 ,为工程设计提供了有益的参考 .同时验证了用有限元模拟试验的可能性 .

圆钢管KK型搭接节点内隐藏焊缝焊接与否有限元分析

以实际工程中的圆钢管KK型搭接节点为基础,利用ANSYS非线性有限元法建立分析模型并分析了该节点隐藏焊缝在焊与不焊2种不同焊接方式下的破坏模式,及搭接节点的支主管管径比β、径厚比γ、支主管厚度比τ等参数变化对节点极限承载力的影响.分析了在低周往复荷载作用下,搭接节点隐藏焊缝在焊与不焊2种不同焊接方式下的滞回性能,并给出了滞回曲线.搭接节点的ANSYS有限元分析结果表明,搭接节点的隐藏焊缝焊与不焊对节点最终破坏模式影响不大,对节点承载能力的影响也不是十分显著,隐藏焊缝不焊接节点的滞回性能优于隐藏焊缝焊接节点.为了使节点构造简单并便于施工,建议实际工程中的隐藏焊缝可以不焊接,此结论在后续的实验研究中还需要进一步的验证,以拓展该节点的反问题研究.

KK型搭接方管节点极限承载力的非线性有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS对KK型搭接方管节点进行了弹塑性大挠度分析,研究了方管节点的极限承载力和塑性区扩展过程,揭示了节点的破坏机理和破坏模式,获得了节点的极限承载力和极限承载力随着节点几何参数的变化规律。2种荷载工况下节点性能的对比分析结果表明,绝大多数节点的极限承载力和几何参数对节点极限承载力的影响规律基本相同。通过多元线性回归,得出了体现主要几何参数影响的节点极限承载力计算公式,将回归公式与有限元计算结果进行了对比分析,验证了公式具有较好的精度,可供工程设计参考应用。

输电钢管塔空间KK型管板连接节点极限承载力

空间KK型管板连接节点作为输电钢管塔中最主要的节点型式,其安全性是整个塔架结构安全的重要保证。相比较于平面K型节点,在考虑实际结构中节点空间效应后的KK型节点的受力性能更为复杂。在平面K型管板节点的试验研究基础上,对两类空间KK型管板节点展开参数化分析,重点讨论了节点几何尺寸参数和主管轴压应力比等因素对节点极限承载力的影响变化规律。结合大量有限元参数分析所得计算结果,并综合考虑各种因素对节点极限承载力的影响,提出了空间KK型管板连接节点在主管管壁局部屈曲破坏模式下的极限承载力建议计算方法。

管桁结构KK型搭接节点滞回性能的数值分析

在管桁结构中,对于搭接节点隐藏焊缝焊与不焊的问题,现行GB 50017—2003《钢结构设计规范》对此部分焊接未作明确要求.为揭示KK型搭接节点隐藏焊缝焊接与否对节点抗震性能的影响,采用ABAQUS有限元软件中的4节点完全积分格式的壳单元S4建立有限元模型,对管桁结构KK型搭接节点隐藏焊缝焊接与否进行数值模拟,得到2种不同搭接方式下的KK型节点在往复荷载作用下的滞回曲线、骨架曲线及节点域的应力分布.分析结果表明:隐藏焊缝不焊接节点的滞回性能优越于隐藏焊缝焊接的节点;搭接节点的最大应力主要发生在支管的搭接处,为此搭接节点的搭接率尽量要小;沿主管轴线方向有间隙,而垂直于轴线方向的支管两两搭接的KK节点的滞回性能更优越.

输电钢管塔空间KK型相贯节点加强措施的研究

目前输电铁塔中的圆截面钢管应用较多,首先介绍了钢管节点的加强措施,表明内加劲环是一种很好的加强措施。然后采用有限元ANSYS软件着重对空间KK型圆钢管相贯节点加劲前和加劲后的极限承载力进行研究,通过分析比较,得出结论,为实际工程提供参考。

空间KK型钢管—板节点受力性能分析

针对特高压输电塔结构空间KK型钢管—板节点进行非线性有限元分析,考查了节点的破坏模式和极限承载力。重点分析了腹杆加载比例、几何参数和主管应力比等对空间KK型钢管—板节点极限承载力的影响。结果表明,腹杆加载比例为正时,节点极限承载力随其增大而显著降低;腹杆加载比例为负时,其对节点极限承载力的影响不大;主管应力比对节点极限承载力的影响随腹杆加载比例的变化而对节点的受力性能形成复合影响效应。在此基础上,通过对数值结果的回归分析,并综合考虑各种因素对节点极限承载力的影响,提出了该类节点的极限承载力计算公式。

K型、KK型部分搭接方管节点极限承载力的对比分析

目的为了得到参数对应的K型、KK型部分搭接方管节点承载力对应关系,建立合理的KK型搭接方管节点承载力计算方法.方法采用ANSYS程序进行了93对K型、KK型部分搭接方管节点的弹塑性大挠度有限元分析.分析了管节点的塑性区扩展过程和破坏模式,比较了两种加载模式下节点的性能.研究了KK型节点和K型节点极限承载力之比(即空间作用系数)随节点几何参数的变化规律.结果通过多元线性回归,得到了体现主要几何参数影响的节点空间作用系数公式.将回归公式与有限元计算结果进行了对比分析,验证了公式有较好的精度.结论可以通过将K型部分搭接方管节点的极限承载力乘以空间作用系数得到参数对应的KK型节点的极限承载力.

特高压输电塔KK型节点受力性能有限元分析

该文对特高压输电塔无偏心无环形加强板KK型节点进行有限元分析。对于无偏心无环板KK型节点,空间KK型节点承载力均在不同程度上低于相应平面K型节点。分析表明:当β增大时,KK型节点承载力呈先增大后减小,再基本保持不变的发展趋势;当D/t减小时,节点承载力呈指数增加;当B/D增大时,节点承载力线性增加,但增幅较小;当主管轴压比η增大时,节点承载力大幅降低。

凿井井架空间KK型钢管-板节点极限承载力研究

为准确掌握大型凿井井架空间KK型钢管—板节点的承载性能,利用有限元方法,系统分析了几何尺寸、主管应力水平等参数对凿井井架空间KK型钢管—板节点极限承载力的影响机制。结果表明:空间KK型钢管—板节点极限承载力随节点板夹角增大呈先增大后减小再趋于稳定的变化规律;空间KK型钢管—板节点极限承载力与主管壁厚呈线性正相关,且随节点板厚比增大而略有增加;腹杆加载比超过一定限制后,节点极限承载力随腹杆加载比增大而减小;主管受压时,节点极限承载力随轴压比增大而增大,但主管受拉时,随轴压比增大节点极限承载力无明显变化。

空间KK型方管相贯节点承载力的有限元分析

通过对不同参数的空间KK型方管节点的有限元计算,得出节点承载力与相关参数间的关系,并拟合出支杆的轴力系数n=-0.5(支杆受拉)时节点承载力的计算公式。另外,通过与平面K型节点对比,得出空间节点与平面节点承载力的比值。所得结论可为《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)修订提供参考。

空间X+双KK型圆钢管焊接节点静力性能试验研究

对空间X+双KK型圆钢管节点的静力性能进行了加载的试验研究。介绍了节点试验方案,考察了节点的破坏性状及其承载力,检验节点构造措施是否合理,验证了实际结构节点分析建立的有限元模型的适用性以及应力分布特点和计算结果的正确性。X+双KK试件在设计荷载作用下各腹杆及节点区工作性能良好,各杆件均处于弹性阶段。加载至设计荷载2.0倍时,节点区受拉腹杆处测点首先进入屈服,加载至3.15倍设计荷载时,控制腹杆全截面屈服,节点区弦杆测点应力水平较小。随后,其它腹杆也进入屈服,节点区进入塑性且变形发展到弹性变形3倍以上时仍未发生断裂。指出在实际结构中,为得到与试验节点相似的承载力水平,焊接节点的腹杆与弦杆的相贯焊缝质量应加强监控。节点的有限元分析结果与实测结果最大误差为16.5%。

不同支杆轴力系数下空间KK型方管相贯节点的承载力研究

应用有限元法分析了不同支杆轴力系数的空间KK型方管相贯节点的承载力和变形,揭示了节点承载力和变形与支杆轴力系数间的关系,提出了空间KK型与平面K型节点承载力的比值随支杆轴力系数的不同而变化的观点,即支杆轴拉(压)力系数越大,空间节点承载力相对平面节点承载力的比值越小。

空间KK型主方支圆搭接节点的极限承载力分析

文章为深入了解空间KK型钢管节点在搭接连接时的承载性能,使用有限元软件Ansys,对不同几何参数下的空间KK型主方支圆搭接节点进行数值模拟,并将有限元分析结果绘制成曲线,分析β、γ、τ、Ov等几何参数对此类节点极限承载力的影响,最后利用有限元分析所得数值结果进行多元线性回归,得出了此类节点的极限承载力计算公式。

浅议几何参数对地震作用下KK型节点的影响

通过分析各几何参数对地震作用下KK型节点计算结果的影响,获得了节点动力特性随其几何参数的变化规律,找出了有利于节点抗震设防的各种因素,即增大支、主管的外径比β和支管同主管厚度之比τ,减小主管径厚比γ、支管同主管轴线间夹角θ以及空间管节点支管轴线间横向夹角。