装配式钢板-混凝土地下粮仓螺栓-焊缝节点受弯承载力分析

装配式钢板-混凝土组合地下粮仓具有节约土地、节能减碳、绿色环保、密闭低温等优点,但是连接节点的结构形式和力学性能仍是制约其发展及推广应用的关键难题之一。为解决节点焊缝过多、施焊难度大等问题,该研究提出一种新型装配式钢板-混凝土组合地下粮仓螺栓-焊缝竖向节点,采用螺栓代替部分焊缝,减少焊缝长度、方便构件施工。依据规范要求及实际工程情况,设计了2种不同螺栓数量(单侧三螺栓连接和单侧五螺栓连接)的螺栓-焊缝竖向节点试件,利用四点弯曲试验与有限元数值分析,研究其破坏形态和受弯承载力性能。结果表明:三螺栓试件与五螺栓试件承载力的试验值分别为1998、2053 kN,两试件承载力基本相同;相较于五螺栓试件,三螺栓试件在破坏后具有更好的延性。在参数取值范围内,混凝土强度、内防水钢板厚度、外防水钢板厚度和内衬钢板厚度对峰值荷载回归得到的标准化系数(Beta)分别为0.993、-0.003、-0.012、0.056,表明增加混凝土强度可有效提高试件承载能力。研究成果可为装配式钢板-混凝土地下粮仓节点的设计提供科学参考和设计依据。

装配式钢框架柱法兰栓焊连接节点受力性能试验研究与有限元分析

为研究一种新型法兰栓焊连接柱节点在多高层钢结构中的工程应用,对3个法兰连接足尺模型试件进行了静力加载试验,并建立ABAQUS有限元模型对其进行对比论证以及理论分析。分析结果表明:新型法兰栓焊连接节点受力性能良好,对比传统法兰连接节点其刚度和承载力均有所提升;新型法兰栓焊连接节点的破坏模式有所改善。得出了不同焊缝尺寸下新型法兰栓焊连接节点的螺栓与焊缝承受弯矩的受力分配比,试验结果与有限元分析结果具有较好的一致性。

钢管混凝土柱-波纹腹板H形钢梁栓焊混合加腋节点抗倒塌能力研究

该文基于ABAQUS/Implicit建立了钢管混凝土柱-H形钢梁栓焊混合节点抗连续倒塌数值模型。为提高该类节点的抗倒塌承载力,采用了波纹腹板H形钢梁和下翼缘加腋构造。分析该类节点在竖向荷载作用下的破坏特征和失效机理,并考虑波纹腹板的“折叠效应”对节点抗倒塌能力的影响。研究结果表明,钢管混凝土柱-平腹板H形钢梁节点(J-WB-O)的破坏出现在环板和钢梁连接位置,而钢管混凝土柱-波纹腹板H形钢梁加腋节点(J-CW-AP)的破坏远离环板与钢梁连接位置,延缓了钢梁下翼缘断裂;此外,J-WB-O节点钢梁全截面提供倒塌抗力,而J-CW-AP节点在加载初期波纹腹板几乎不提供倒塌抗力,当下翼缘断裂后波纹腹板开始受力,并且随着裂缝的向上延伸波纹腹板截面依次呈现受拉状态,表现为波纹腹板波纹逐渐拉开的过程即为“折叠效应”,延缓了腹板开裂和局部屈曲。对比普通栓焊混合节点J-WB-O,波纹腹板H形钢梁栓焊混合加腋节点J-CW-AP的极限承载力与延性分别提高了67.2%和62.3%。基于抗力机制分析,给出了钢管混凝土柱-波纹腹板H形钢梁栓焊混合加腋节点抗倒塌承载力简化计算公式。

大跨钢管混凝土拱桥拱肋新型栓焊节点偏压力学性能研究

随着拱桥跨度和施工海拔高度增加,拱肋钢管节点焊缝连接施工难度加大,传统连接方式不能满足施工安全性及经济性要求。该文提出一种适用于大跨度钢管混凝土拱桥拱肋的新型栓焊节点连接形式,通过外法兰螺栓连接与钢管焊接并用,不仅能够充分保证节点连接安全性、大大缩短施工工期,同时由于使用该节点连接形式无需切除法兰盘,因此能够很好地避免传统连接工艺切割节点法兰盘引起拱肋应力重分布所带来的风险。为研究该节点力学性能,该文进行不同连接方式和偏心距下钢管混凝土柱节点偏心受压缩尺试验,考察钢管混凝土栓焊、焊接节点在偏心受压下的失效模式、荷载-位移曲线、截面应变分布、侧向挠度等力学性能指标。基于试验建立较准确的有限元模型,考察钢管强度、核心混凝土强度、含钢率及偏心率对钢管混凝土栓焊节点柱偏心受压力学性能的影响。结果表明:栓焊连接形式可显著提高节点刚度和稳定性,有效避免节点处产生鼓曲变形;小偏心下钢管混凝土栓焊节点较焊接节点承载力更优,符合拱桥拱肋小偏心受压设计理念。

穿心板式钢管混凝土柱-钢梁栓焊连接节点力学性能分析

该文提出两种适用于窄截面钢管混凝土柱的穿心板式栓焊节点,两种节点的下翼缘和腹板采用螺栓连接,上翼缘采用焊接连接。该节点既能有效避免室内凸角的出现,又能解决全螺栓连接节点需要预留安装缝、节点刚度偏低的问题,同时具有可快速装配、方便混凝土浇筑等优点。该文阐述了节点的构造、加工及装配过程、设计原理;基于单调加载试验建立有限元模型,分析了该节点的受力过程、破坏模式、刚度和延性。结果表明:有限元模型分析结果与试验吻合较好;穿心板式栓焊连接节点的主要破坏模式为梁受压翼缘的屈曲及相邻腹板的鼓曲,节点塑性铰远离节点核心区,符合强节点弱构件的设计原理;节点属于刚性连接,具有较大的刚度和承载力、较好的延性。

钢梁栓-焊混合连接节点性能试验

为实现工业化建筑快速施工的目标,设计了钢梁现场翼缘对接栓-焊混合连接节点.此节点在拼接处梁的下翼缘及近下翼缘的腹板上焊接法兰板,通过高强度螺栓连接;法兰板上部焊接加劲板,加劲板同时焊接于梁腹板上;腹板采用高强度螺栓连接,上翼缘待腹板和下翼缘安装完成后现场俯焊.为考察此节点在地震作用下的极限承载力、滞回性能及失效模式等性能,设计了3个试件进行单向及低周往复加载试验.试验结果表明,梁节点具有很好的延性转动能力,转角最大可达0.095rad,延性转动后摩擦型螺栓变成承压型高强度螺栓,强度还有一定的提高.最终节点失效是由于连接法兰板的螺栓松动,法兰板缝隙发展,导致螺栓滑丝松动而失去承载能力.

总溪河大桥主桥结构设计

总溪河大桥主桥为上承式钢管混凝土桁架拱桥,计算跨径360m。主拱圈采用钢管混凝土与钢管组成的桁架式截面,弦管与腹杆、斜撑均采用新型的"栓焊结合"节点。拱上立柱采用排架式空心矩形截面钢箱结构,柱间采用横撑连接;立柱盖梁采用空心矩形变截面钢箱结构。桥面系采用多主梁形式钢-混结合梁,钢纵梁、钢横梁均为焊接工字形截面;桥面板为普通钢筋混凝土预制板。毕节岸拱座采用扩大基础结合桩基础的形式,都格岸拱座采用常规的扩大基础形式。对该桥进行全桥静力分析,并对毕节岸拱座、钢管混凝土新型栓焊节点、主弦管节点内栓钉进行局部受力和试验研究,结果表明桥梁结构受力均满足规范要求。该桥整体采用无支架斜拉扣挂缆索吊装系统施工。

中国人民大学世纪馆钢网架设计

中国人民大学世纪馆屋面结构采用四面悬挑的正放四角锥二层网架结构 ,跨中为三层。在满足建筑造型和实用功能的前提下 ,结构外露 ,充分体现了钢结构轻巧、大方的优点。结构设计时 ,分别对采用焊接球节点网架和螺栓球节点网架进行了详细的计算和比较 。

膜结构中膜片间的连接构造

膜片间的连接是将两块膜材连接在一起。基于对膜结构中基本单元(膜、索)的认识,全面系统地从构造原则及受力原理上介绍并分析了膜片间连接的各种典型节点,希望能对膜结构的设计和应用有所帮助。

网架结构在悬挂吊车作用下疲劳问题研究进展

在悬挂吊车作用下网架结构的疲劳问题备受工程界和学术界的关注,但网架结构是否存在疲劳问题,如何进行疲劳验算,《网架结构设计与施工规程》(JGJ7-91)以及《钢结构设计规范》(GB50017-2003)之中至今尚无明确规定,这极大地制约网架结构在工业厂房中的推广应用.本文广泛收集并列举了52例国内设置悬挂吊车的网架结构工程事例,明确提出网架结构在悬挂吊车作用下应该进行疲劳验算的论据.高度概括了20多年来国内学者针对网架结构常用的焊接空心球节点以及螺栓球节点疲劳性能所取得的理论与试验研究成果.最后,指明了网架结构在悬挂吊车作用下疲劳问题亟待解决的热点以及研究的有效途径.

新加坡港务局（PSA）仓库钢结构斜拉网架设计

本文论述了ＰＳＡ工程１２０ｍ×９６ｍ屋盖设计中的几个重要问题：结构选型；计算假定与计算方法；螺栓球与焊接球过渡等节点处理方法。还简要介绍了网架的制作和整体吊装。

栓焊钢桥3种典型细节的疲劳损伤试验

为了研究搭接节点、不承载角焊缝节点、摩擦型高强螺栓连接节点这3种典型栓焊钢桥细节的疲劳损伤演化规律,采用MTS疲劳试验机和正弦波加载的方法研究了这3种细节的损伤程度与循环比之间的关系,共进行了4个单面盖板搭接节点、2个不承载角焊缝节点和2个摩擦型高强螺栓连接节点的疲劳试验,建立了这3种典型细节基于Chaboche疲劳损伤模型的损伤演化方程:单面盖板搭接节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.1970]0.1779;不承载角焊缝节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.01606]0.01858;摩擦型高强螺栓连接节点细节:D=1-[1-(n/Nf)0.01147]0.02153,可用于栓焊钢桥的疲劳寿命预测.

新型装配式钢结构节点力学性能分析

对焊接和螺栓连接混合的梁柱连接钢结构进行强度计算和力学性能分析.柱与梁的翼缘采用全熔透焊缝,柱与腹板采用高强度螺栓连接.通过计算焊缝和高强度螺栓连接强度,用来保证加劲肋和节点域符合强度标准,利用有限元软件对梁柱连接钢结构模型进行计算,获得相应的应力云图和位移图,并对其结果进行分析.

一种组合节点轻型网架结构的设计与应用

介绍了一种组合节点轻型网架结构体系的基本组成 ,杆件及节点设计。实例分析表明 ,该体系网架屋面构造简洁 ,可按常规工艺施工 ,技术经济指标明显 ,尤其适用于中小跨度建筑。

网(壳)架及轻钢结构设计、施工及检验的有关问题探讨(上)

了解规范的来龙去脉,有助于灵活处理工程中遇到的相关问题.本文探讨网架、网壳及轻钢结构的设计、施工、检验中的有关问题,主要内容包括:空心球厚簿不匀;螺栓球节点"马蹄缝"、"假拧";螺栓球网架起拱及挠度控制;高强螺栓的材料、级别、等强;混合节点;施工安装验算;钢材与杆件拼接;焊缝等级、缺陷、可焊性及化学成份;杆件旁弯,试验及加固;荷载与侧移等.

大跨度钢桥理论和试验研究

介绍桥梁科学研究院在九江长江大桥和孙口黄河大桥关键技术研究中取得的主要成果．这些成果有的填补了我国钢梁设计规范上的空白；有的突破了国外同类规苑的局限性，达到国际先进水平．使我国特大跨度铁路钢桥的设计理论和施工技术得到了更进一步的完善．并提高到了一个暂新的水平．

钢结构节点破坏实例分析

与其他结构相比,钢结构的成败与否,除了与结构体系、荷载取值、计算假定、截面选择、位移控制、加工制作和运输安装等"共同性"的因素密切相关以外,还与螺栓、锚栓、焊缝和构造等"特殊性"的因素即节点息息相关。通过对某钢结构节点破坏实例的看法、比较、分析和建议,阐述节点也是决定钢结构成败的重要因素这一观点。

主桁弦杆盖板栓接处与桥面不等厚对接焊的疲劳性能研究

正交异性板整体桥面具备诸多良好性能,正越来越多地应用于高速铁路桥梁建设。由于国内尚无建成高速铁路桥梁的成熟经验,钢整体桥面又是疲劳裂纹高发部位,因此,对其构造细节必须进行充分的分析与研究。其中,主桁下弦杆连接处的盖板与桥面板不等厚对接交叉焊缝构造,是一种栓焊混合结构。该部位由对接焊缝和高强螺栓同时承受外力,应力分布比较复杂。针对其受力特点,设计试验试件,在试验室模拟实桥受力进行静载试验和疲劳试验,对该构造的疲劳寿命进行评估。应用ANSYS有限元软件对该构造细节进行应力分析。最后在有限元分析的基础上,针对该构造疲劳性能较差的薄弱点,提出补强措施。

钢框架栓焊梁柱连接节点的抗震设计

节点设计是整个钢结构设计的重要环节,提高钢框架梁柱连接节点的抗震性能是整个钢结构抗震设计的重要内容。本文主要介绍了提高钢框架栓焊梁柱连接节点的抗震设计的主要措施,主要方法包括:通过加腋和加盖板对节点进行加强,提高节点承载力;对梁局部削弱,使塑性铰从节点区外移至梁上;改进节点区焊接孔构造形式,缓解局部应力集中;妥善处理弧板和垫板,减少焊缝缺陷。

悬索桥钢桁加劲梁栓焊节点疲劳试验研究

悬索桥钢桁加劲梁栓焊节点处汇交杆件多,构造复杂,受力集中,为复杂的空间受力结构。介绍根据疲劳损伤理论确定疲劳试验荷载的过程,设计并制作1︰1.9的缩尺模型,对该模型进行200万次疲劳加载试验。试验结果表明:在完成循环加载200万次后,模型上各测点的应力状态稳定,没有发生开裂、损伤、疲劳裂纹萌生现象,且标准疲劳荷载作用下结构应力水平较低,小于我国规范规定的疲劳容许应力,因此该桥的栓焊节点结构在使用寿命期间及正常养护维修情况下,不会发生疲劳开裂,能够满足设计要求。