方管平面X型相贯节点承载力的影响因素分析

介绍了相贯节点极限承载力的确定原则,然后用有限元方法对方管平面X型相贯节点承载力的影响因素进行了分析.结果表明,荷载类型、主管的边界条件、加载顺序、主管的轴向拉力对节点承载力的影响可以忽略,而支管的边界条件,主管的轴向压力对节点承载力会产生一定的影响.

X型方钢管相贯节点抗弯刚度的影响因素

分析相贯节点几何参数对刚度的影响,有助于了解相贯节点的抗弯机理。以X型方钢管相贯节点为研究对象,利用ANSYS有限元软件,通过节点弯矩-转角曲线分析相贯节点支管与主管宽度比β、主管宽厚比γ以及支管与主管厚度比τ对平面内抗弯刚度的影响。结果表明:γ和τ一定时,节点抗弯刚度随着β的增加逐渐增大,在线性段增加幅度较大;τ和β一定时,节点抗弯刚度随着γ的降低而增大,在线性段增加明显;γ和β一定时,随着τ的变化,节点抗弯刚度基本不变。影响节点抗弯刚度的主要几何参数是β和γ,τ的影响不显著,但随着β的增加,τ的影响有所提高。

大跨空间结构X型方钢管相贯节点应力集中分析

目前X型方钢管在我国应用十分广泛,具有广阔的发展前景。本文借助ABAQUS对X型方钢管相贯节点的应力集中进行分析。我们定量探讨了5个几何参数对X型方钢管节点应力集中系数的影响,结果表明随着主管宽度B和支管厚度t、支管宽度b、主管与支管间夹角θ的增大,应力集中系数也随之增大;随着主管厚度T的增大,应力集中系数反而随之减小,同时得出了应力集中系数的计算公式,该公式对以后类似节点设计中几何参数的选取具有一定的参考价值,尤其是对建立热点应力幅疲劳方法。

X型冷弯薄壁圆钢管相贯节点有限元分析

推导了考虑焊缝尺寸情况下圆钢管X型节点环向模型的强度公式,通过有限元软件ANSYS模拟分析了相贯节点的受力情况,并对焊接过程中出现焊瘤缺陷的情况提出建议。

内加劲环间距对X型圆管相贯节点性能的影响

为了研究内加劲环间距对X型圆管相贯节点性能的影响,对加劲环设置情况各不相同的4个X型相贯节点试件进行试验研究与有限元分析。介绍了试验方案、有限元模型,并对试验和有限元计算结果进行对比分析。结果表明:内加劲环的设置对X型节点受力性能有一定的提高;当位于主支管相贯范围内,内加劲环对节点的强度、刚度等受力性能的提高幅度较大;当位于主支管相贯范围之外时,内加劲环对节点受力性能影响较小。

考虑损伤断裂影响的X型圆钢管相贯节点滞回性能研究

相贯桁架网格结构是一种新型的大跨空间网格结构形式,该类结构的抗震性能受其相贯节点的滞回性能影响较大,因此对其典型的X型圆钢管相贯节点的滞回性能进行研究尤为重要。采用有限元模型进行参数分析,改变支管与主管的壁厚比、径厚比、管径比、焊缝尺寸,分析不同参数的X型相贯节点在超低周循环荷载作用下的滞回性能,研究节点几何参数变化对其滞回性能的影响,并采用考虑损伤累积效应的微观断裂模型(cyclic void growth model,CVGM),预测各个节点的开裂时刻。研究结果显示:支主管的壁厚比越小,节点开裂时刻越早,开裂荷载也越小,节点的滞回性能越差;减小主管壁厚可以使主管的刚度变小,节点的耗能能力降低,开裂时刻提前,开裂荷载降低;随着支管直径的增大,开裂时刻延后,开裂荷载增大;适当增大焊缝尺寸可以延迟节点的开裂时刻,提高开裂荷载,增强节点在循环荷载作用下的滞回性能。

X型矩形钢管相贯节点平面内抗弯刚度研究

在分析平面内弯矩作用下节点有限元模型的局部变形特征和借鉴前人将节点强度计算的塑性铰线模型改进用来建立T型节点轴向刚度计算模型的基础上,建立用于X型矩形钢管相贯节点平面内抗弯刚度计算的6杆系模型,并利用最小势能原理确定6杆系模型中每根杆的跨度和截面宽度,在分析确定了每根杆的边界条件后推导出节点平面内抗弯刚度理论公式.通过对节点板壳有限元模型计算所得数据进行单参数分析,研究各参数对节点抗弯刚度的影响,在此基础上修正节点刚度理论公式,并利用多元回归分析技术,最终建立可用于工程计算的节点平面内抗弯初始刚度参数化公式,并通过有限元计算结果来校验其合理性.

X型厚壁圆管相贯节点平面外受弯抗震性能试验研究

采用相贯节点的圆钢管结构广泛应用于大跨度网格结构中,对于具有一定抗弯刚度的连接,节点将受到弯矩作用。介绍了两个不同几何参数的X型厚壁圆钢管相贯节点试件的平面外受弯滞回性能试验,结合数值分析,对节点承载能力和变形能力进行了研究。结果表明:在合理的几何参数和焊缝质量保证下,厚壁圆钢管相贯节点平面外受弯的承载力较高;厚壁圆钢管相贯节点在支主管径比β较大时节点易发生主管壁拉剪断裂破坏;在支主管径比β较大时延性等抗震性能较好,β较小时延性等抗震性能较差。

X型足尺相贯节点极限承载力试验研究

通过对X型相贯节点支管在轴压力、平面内弯矩、平面外弯矩共同作用下的极限承载力的试验研究,对节点加载过程中应力发展过程及位移变化进行分析。结果表明:通过对支管施加偏心荷载能够有效地模拟节点承受轴力、平面内弯矩、平面外弯矩的共同作用。节点区主管的局部屈曲是X型相贯节点的破坏模式。节点区主管部分区域在材料达到屈服强度前,应变已经呈现明显非线性。采用Eurocode 3中X型节点的承载力验算公式对支管承受轴力、平面内弯矩、平面外弯矩共同作用的X型相贯节点进行验算是可行的,验算表明节点是安全且偏保守的。