带球冠形脱空缺陷的圆钢管混凝土T型相贯节点的滞回性能研究

为研究球冠形脱空缺陷对圆钢管混凝土T型相贯节点抗震性能的影响,以脱空率、支主管直径比和主管径厚比为主要试验参数,完成了18个圆钢管混凝土T型节点试件在主管承受恒定轴向拉力和支管承受往复轴向荷载作用下的滞回性能试验,考察了球冠形脱空缺陷对其失效模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度和耗能的影响规律。建立了有限元分析模型,分析了球冠形脱空缺陷对主管钢管与核心混凝土之间接触应力发展的影响规律,开展了脱空率、支主管直径比、主管径厚比、混凝土强度、钢材强度和轴拉比等参数对节点受拉承载力影响的参数分析。结果表明:球冠形脱空缺陷的存在会改变节点的失效模式,导致节点的承载力、刚度和耗能能力均有不同程度的降低,并削弱主管钢管与混凝土之间的相互作用,影响节点的荷载传递机制。最后,提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的圆钢管混凝土T型节点受拉承载力折减公式。

钢管桁架结构中T型相贯节点地震易损性分析

针对平面桁架结构中杆件承受轴力为主的特点,采用相贯节点腹杆与弦杆相贯面的局部变形作为衡量节点破坏程度的参数,建立了平面管桁结构中T型相贯节点发生轻微破坏、中等破坏、严重破坏的地震易损性指标.通过建立节点实体单元模型并对其滞回性能进行分析,建立了等效非线性分析模型,并与现有试验结果进行了对比分析,结果表明等效非线性分析模型能很好地模拟节点的局部变形,在保证了计算精度的同时,解决了地震易损性分析中计算时间过长的问题.选取单榀桁架结构关键点为非线性节点,使用Monte-Carlo法对桁架结构进行了地震易损性分析与评估,得到了易损性曲线,为此类结构抗震性能的评估提供1种新方法.

圆钢管T型相贯节点面外弯曲刚度及等效支管长度研究

总结并分析了国内外圆钢管T型相贯节点平面外弯曲试验研究和理论研究现状。研究表明:相贯节点平面外弯曲延性发展较大,相贯节点局部变形与节点面外弯矩之间初始阶段呈线性关系,结构整体分析可以按线弹性考虑。以线弹性为基础,某工程为背景,对圆钢管T型相贯节点平面外弯曲进行了有限元分析。用壳单元模型考虑节点局部变形影响,用管单元模型考虑节点为刚接,根据两种模型计算结果得到了节点平面外弯曲刚度值。为直观理解节点面外弯曲刚度,提出了等效支管长度的概念。通过改变支管厚度、支管外径和主管厚度等参数,研究了面外弯曲刚度、等效支管长度的变化规律,并对某工程实例进行了面外弯曲刚度和等效支管长度的计算分析。研究表明:节点面外弯曲等效支管长度可达到5~10倍支管外径,节点局部变形对支管弯曲刚度影响较大;当T型节点支管受弯为主时,结构整体计算应考虑节点弯曲刚度影响。

圆钢管T型相贯节点面内弯曲刚度及等效支管长度分析

简述了国内外圆钢管T型相贯节点面内弯曲试验研究和理论研究现状。试验研究表明,节点位置支管达到承载力前,相贯节点局部变形与节点弯矩成线性关系,节点受力可以按线弹性考虑。本文以线弹性为基础,以某工程为背景,对圆钢管T型相贯节点面内弯曲进行了有限元分析。用壳单元模型考虑节点局部变形影响,用管单元模型考虑节点为刚接,根据2种模型计算结果得到了节点面内弯曲刚度值。为直观理解节点弯曲刚度,提出了等效支管长度的概念。通过改变主管壁厚、支管壁厚、支管直径等参数,研究了面内弯曲刚度、等效支管长度的变化规律,并对某工程实例进行了面内弯曲刚度和等效支管长度的计算分析。

设置加劲肋圆钢管T型相贯节点面内抗弯承载力试验研究及模拟分析

为提高相贯节点的承载力和疲劳寿命,在节点区域设置加劲肋,开展设置加劲肋T型圆钢管相贯节点面内抗弯承载力的试验研究,探讨了设置加劲肋T型相贯节点的破坏模式、应变发展规律和抗弯承载力特性;试验中主管受压侧加劲肋附近应变发展较快,当节点荷载临近极限承载力时,节点主管受压侧加劲肋附近发生明显凹陷的局部屈曲,同时加劲肋发生面外弯曲失稳;设置加劲肋节点面内抗弯承载力比无加劲肋节点承载力明显提高,说明设置加劲肋后有效提高了节点抵抗变形的能力,增加了节点的刚度和强度,使节点承载力有大幅度的提升。同时,开展相贯节点的非线性有限元模拟,分析得到节点的失效模式、承载力与试验均吻合较好。基于非线性有限元模拟,考察加劲肋布置方式对抗弯承载力的影响,提出了合理的加劲肋布置方式。

垫板加强T型圆钢管相贯节点抗弯承载力有限元分析

目的研究采用垫板加强措施后T型圆钢管相贯节点抗弯承载能力的提高效果,以及不同的垫板参数对节点加强效果的影响,为该类节点的应用提供理论基础.方法利用有限元分析软件ABAQUS对承受弯矩作用的垫板加强T型圆钢管相贯节点进行弹塑性分析,研究垫板几何参数对垫板加强T型圆钢管相贯节点的弯矩-转角曲线的影响.结果λ在0.1～4.0变化时,对节点抗弯承载力的影响较大;Δ大于0.5倍的支管直径时,垫板长度的变化对节点极限抗弯承载力的影响可以忽略不计.垫板宽度对节点抗弯承载力略有影响,综合考虑取α=90°为宜.结论在普通相贯节点上设置垫板可以改善节点处的应力集中现象,提高节点的抗弯承载力.

T型方钢管相贯节点轴压性能有限元研究与试验验证

利用通用有限元软件ABAQUS对T型方钢管相贯节点进行了建模及非线性有限元计算.将试件的破坏模式、变形过程、极限承载力与试验进行了校核.研究结果表明:试件在轴向压力作用下,发生弦杆相贯面凹陷和侧壁鼓凸的现象;试件在加载全过程具有较强的变形能力;β值越小,试件的应力强化越时显,延性也越小;试件极限承载力随着β值的增大而增大;有限元模拟与试验吻合度较高.

T型圆管相贯节点的静力性能及应力集中的有限元分析

为了研究T型圆管相贯节点的静力性能以及应力集中情况,采用ABAQUS软件进行有限元分析,归纳总结了3种节点的主要破坏模式,探讨了一些基本几何参数对节点应力集中系数的影响。结果表明,在《钢结构设计规范》以及《钢管结构技术规程》规定的尺寸范围内,根据支管、主管刚度的不同,主要存在3种破坏模式;T型圆管相贯节点的应力集中系数随着支管与主管外径比(β)的增大,逐渐增大,随着支管径厚比(τ)的增大,逐渐减小,随着主管径厚比(γ)的增大,逐渐增大;得到了T型圆管相贯节点应力集中系数的计算公式,并根据疲劳研究指导委员会的要求,验证了参数公式的可靠性。

不锈钢T型圆管相贯节点极限承载力正交模拟与参数分析

随着不锈钢在世界范围内的应用越来越广泛,不锈钢T型圆管作为一种常见的节点形式,研究其力学性能变得十分必要。试验使用ABAQUS有限元分析细化研究T型圆管相贯节点极限承载力。借助于正交试验的思想,文章利用有限元软件模拟制作了9组钢管柱试件,通过数值模拟,获得了9组T型不锈钢圆管相贯节点的荷载—位移曲线和极限承载力。并通过正交设计的性质得出了当θ为变值时,支管径厚比τ对T型圆管相贯节点承载力影响最大,主管径厚比γ对T型圆管相贯节点承载力影响最小。

Q345B钢材GTN模型损伤参数标定及应用

目的标定Q345B钢材GTN模型损伤参数及评价损伤参数,并对钢管相贯节点的损伤起始位置进行预测.方法对取自Q345B钢材的光滑圆棒和带缺口的圆棒试样进行单轴拉伸试验,采用逆推法标定GTN细观损伤力学模型参数,并应用有限元分析方法预测相贯节点的损伤起始位置以及开裂破坏过程.结果引入的GTN细观损伤力学模型参数的支管端部荷载-相对凸凹变形曲线与试验结果吻合较好,有限元分析计算得到的损伤起始点荷载和位移与试验结果接近,并且有限元模拟的损伤起始位置与试验中观测到的裂纹开展起始位置相近.结论 Q345B钢材GTN损伤本构模型,能够模拟结构断裂过程,预测结构的断裂荷载、断裂位移、破坏位置.