The Stress Concentration of Multiplanar Tubular Joints of Offshore Structure

The formulation for the stress concentration matrix of multiplanar tubular joint with braces subjected to combined load is established in this paper. The formulations for SCF values of multiplanar tubular joints are compared with those by Wordsworth and Efthymiou. The stiffening effect and load-interaction effect are discussed. A spatial offshore jacket with braces subjected to combined load is computed as a numerical example. The maximum stress of each multiplanar tubular joint and its location are found through SCF matrix. Finally, the difference between the maximum stresses of multiplanar tubular joints and their corresponding uniplanar tubular joints are discussed.

空间管状接头应力分析的半解析法

采用半解析法为空间管状接头应力分析提供了一种有效的手段，此法未对接头的形式和受载条件作任何假设，大大拓宽了过去半解析法只局限于平面管接头应力分析的应用范围，与有限元法相比，具有计算量小、前处理简单、内存要求低、简便易行等优点。通过两个数值计算例题与试验值比较后显示了本法的可行性与优越性。

基于圆环模型的空间 XX 管接头轴压极限强度分析

应用圆环模型对空间ＸＸ管接头在４种不同轴压载荷比下的极限强度进行了分析，圆环的等效宽度采用Ｃｈｏｎｇ等人的１４组有限元分析结果通过最小二乘法回归得到．从而建立了空间ＸＸ管接头极限载荷的计算公式．

钢管多支管构架柱节点承载力研究

以750kV输电塔架工程的复杂节点为背景,对其空间多支管柱节点承载力进行了试验研究和理论分析。试验采用2个足尺试件模型,在自平衡框架内完成,采用主动与被动加载相结合的方案。试验得到了节点的破坏模式、荷载-应变曲线及受力特性。在此基础上,利用虚功原理和圆环-母线梁模型建立了节点的承载力理论分析模型,给出了估算节点极限承载力的计算公式。研究结果表明:节点发生了主管凹曲变形的破坏,且未出现支管和焊缝的破坏;理论模型能够较准确反映节点局部屈服时塑性铰的发展,使节点复杂的受力状态得以简化,且理论分析方法考虑了空间支管的共同作用,所得计算结果及节点破坏特征与试验、有限元结果较接近,该理论模型具有一定的适用性。

节点焊缝缺陷引起的空间圆管桁架的失效模式分析

空间圆钢管桁架结构造型新颖,节点构造简洁。实际工程中,个别管节点存在漏焊、焊瘤、裂纹等施工质量缺陷,结合具体实例主要分析节点焊缝缺陷引起的空间圆管桁架的失效模式,并提出相应的构造预防处理措施,从而确保圆钢管空间桁架结构的安全可靠性。

多平面KK形和TT形圆管节点强度公式的建议

圆管结构大量应用于海上或近海结构，在这种结构中，多平面节点是不可避免的。目前存在的大多数规范都把多平面节点简化成平面节点来处理，只有AWS提出的公式考虑到不同平面之间的影响，但是，AWS公式基于理论分析，没有经过实验数据的验证。本文将通过现在可以得到的实验数据进行验算，对AWS公式提出两个修正系数。

考虑接头局部柔性的空间结构总体分析

本文提出在空间管接头部位采用多面体柔性单元．该单元的刚度通过对接头局部柔度阵［ＬＪＦ］进行适当的变换来确定．以一个空间平台结构的内力、变形以及接头的应力集中系数，与刚性接头下的计算结果进行了比较．结果表明，对空间管状结构总体分析，考虑接头的局部柔性是很有必要的．

合肥国际创新展示馆无序空间网格管结构的概念设计与施工

合肥国际创新展示馆棚罩钢结构属于一种空间网格管结构,由于极度无序的外观形状而被称为"合肥鸟巢"。全面介绍这一无序空间网格管结构的概念设计与施工,包括结构组成、杆件截面和节点形式、节点工法、节点构造、深化设计、加工安装等。重点介绍等径管相贯节点的变换技术、多枝空间异型节点的构造设计,以弘扬复杂问题简单化的设计理念。

方管圆管混合空间钢管节点承载性能的非线性分析

以圆管为弦管,方管(包括矩形管)为支管的混合空间钢管节点,构造新颖,受力复杂,其承载力设计和计算是工程师所关注和急需解决的问题。本文采用非线性有限元方法,选用四节点等参壳元,应用自动步长增量法求解方管圆管混合空间管节点轴向受力或平面外受弯的极限承载力。程序系统在移植ADINA程序的基础上,开发了可进行T型、X型、K型和TT型管节点有限元网格剖分的前处理程序CTUBE,并编写了AutoCADADS/RX应用程序显示管节点模型受荷后的变形和应力分布。本文通过大量算例分析,回归出相关承载力计算公式,供设计人员参考。

上海旗忠网球中心屋盖支座圆管节点强度研究

以上海旗忠网球中心可开闭屋盖支座节点为工程背景,探讨了由7根支管和1根主管焊接而成的复杂空间多支管节点静力强度。首先进行了两个1∶3的缩尺模型节点静力对比试验,一个节点的主管中不设置加劲板,另一个节点在主管内设置了环向加劲板。试验研究了节点的破坏模式、应力分布、塑性发展、承载能力,观察了加劲板对节点性能的影响。其次,应用有限元方法对两个所试验的模型节点受力性能进行了数值分析,将计算结果与试验结果作了比较,表明有限元数值分析有效可靠。最后,讨论了增强复杂管节点强度的措施,进行了环向加劲板构造参数的有限元分析。研究表明主管径大壁薄、多支管的空间圆管节点在支管有拉有压的情况下很容易发生主管屈服破坏,设计时建议在主管内布置环向加劲板来保证节点刚度和强度,须根据支管轴力大小、拉压性质、支管与主管相交位置等因素来精心设计加劲板的位置和数量。加劲板的厚度不宜小于主管的壁厚,加劲板中心开孔的直径不宜大于0.5倍的主管直径。

圆管与工字钢混合空间管节点非线性承载分析

以圆钢管为主管而以工字钢为支管的结构是一种新颖的钢管结构 ,其节点受力非常复杂 ,为了便于设计计算 ,有必要深入研究其承载性能。在应用非线性有限元法对圆管与工字钢混合空间管节点的承载性能进行分析时 ,采用四边形等参壳元来构造管节点的几何和材料非线性有限元模型 ,采用自动步长增量法来进行迭代计算 ,其中 ,有限元求解是通过 ADINA软件来完成的。通过分析大量算例 ,并对所得结果进行回归 ,得到了管节点在轴心受力和平面外受弯两种荷载条件下的极限承载力公式。最终结果对管节点的理论分析及工程实践均有指导作用 ,并且在新加坡 MEGA展览中心工程中得到了应用 。

空间复杂钢管节点试验研究

该文介绍了某三层桁架屋盖结构中采用的4种典型节点——双KK+系杆节点、X+双KK节点、X+双K焊接节点和X+双K铸钢节点的静力加载试验。根据实际情况对试件进行了多点同步加载,通过现场跟踪测试,得到了节点区杆件的内力变化、节点区关键测点处的应力分布、节点整体及局部变形等数据。考察了节点的内力传递路径、破坏模式,对节点的性能进行了综合评估。分析表明:此类节点的节点承载效率较高,可以满足承载力要求。此外,对X+双K焊接节点和X+双K铸钢节点进行了比较,分析了两种节点性能上的差异,研究表明,铸钢节点与焊接节点相比,有较好的力学性能,但铸钢件与相连杆件的连接焊缝将对节点的安全性能产生很大影响。

主方支圆空间KT形管节点空间效应和极限承载力研究

以矩形钢管为弦杆、圆管为支杆的混合空间钢管结构因形式新颖、相贯线切割简单而在大跨空间结构中逐渐得以应用,但因支杆的几何效应和荷载效应,导致混合型钢管空间相贯节点承载力计算比较复杂。采用非线性有限元方法,应用自动步长增量法研究了主方支圆空间KT节点的空间几何效应和荷载效应。理论分析表明:相比杆件的几何效应,荷载效应对节点极限承载力的影响更为明显,T形支杆上较大的轴力将使K形支管处极限承载力显著下降。通过对空间KT形节点极限承载力的分析,绘制平面K形、T形节点和空间KT形节点承载力相关曲线,并提出计算公式供设计人员参考。

变电站钢管塔架多支管空间节点受力性能研究

以青海佑宁750k V变电站塔架的复杂节点为背景,对两类空间多支管梁、柱节点进行了静力加载试验和非线性有限元分析。试验中采用足尺模型,试验装置为具有足够刚度的自平衡框架,制作梁、柱节点试件各2个,采用主动与被动加载相结合的试验加载方案。试验得到了节点的破坏模式、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线及受力特性。在此基础上,建立了复杂节点的非线性有限元模型,并对节点的承载性能进行了分析。结果表明:主管部分属于节点的薄弱部位,两类节点都发生了主管凹曲变形破坏,且未出现支管和焊缝的破坏;另外,梁节点两试件出现了支管插板及其加劲板的受压弯曲破坏;加载至设计荷载值时,两类节点所有测点基本处于线弹性工作状态,且节点承载力富余较大,表明节点设计较安全。参数分析表明,主管径厚比γ对节点承载力影响显著,支主管直径比β_2及厚度比τ_2对节点承载力具有一定影响;梁节点中,γ较小时,β_7对节点承载力影响较大;β_4、τ_4、β_5节点板与主管厚度比τ_J及插板与主管厚度比τ_c对各自节点承载力基本无影响。