钢管混凝土桁架K型管节点的热点应力集中系数探究

为研究钢管混凝土桁架焊缝附近的应力场分布特征及焊趾处热点应力集中系数,以主钢管内填充混凝土的K型管节点为研究对象,建立了考虑主钢管与混凝土表面非线性接触行为的三维实体有限元计算模型,探究了焊趾处热点应力集中系数的分布规律。研究结果表明:1)主钢管与支钢管焊缝附近区域节点的第一主应力在冠趾处达到最大值;2)热点应力集中系数在鞍点附近节点达到最小值,而在冠趾与鞍点之间的中点或附近节点处达到最大值;3)采用两点外推法和三点外推法计算钢管混凝土桁架K型管节点的热点应力集中系数均是可行的,并且二者差异较小。

铸钢节点的工程应用与研究

随着空间结构的发展,铸造工艺的提高,铸钢节点在我国得到了日益广泛的应用。本文介绍了铸钢节点的应用概况,研 究了该类型节点的特性、分类以及铸造工艺、并对铸钢节点的设计提出几点注意事项,同时还介绍了铸铜节点的试验概 况。

体育馆钢桁架制作与吊装施工

通过合理布置装配平台,选用吊装方案,解决了体育馆钢结构桁架不能在工厂拼装,不允许高空装,又不可能使用大型起重机吊装的大跨度圆钢管相贯焊接桁架的制作与吊装问题,保证了桁架顺利施工。

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.

基于热点应力法的钢管混凝土桁式拱桥节点疲劳评估

为准确预测钢管混凝土桁式拱桥节点疲劳寿命,提出一种基于热点应力的疲劳评估方法。该方法采用全桥多尺度三维有限元模型计算节点热点应力幅,并进行回归分析得到钢管混凝土节点的热点应力幅S~N曲线。基于该方法对一座已建成的钢管混凝土桁式拱桥进行节点疲劳评估。结果表明:疲劳易损部位位于1/4跨附近的拱肋上弦节点,起始裂纹位于节点主管表面的冠点处;采用《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)中的疲劳荷载计算模型Ⅱ和疲劳荷载谱计算得到的疲劳寿命分别为20210049次和27311265次,采用疲劳荷载谱计算时多车效应纵向修正为14.9%;采用《公路钢结构桥梁设计规范》预测的节点疲劳寿命偏低,导致设计偏于保守。

伞形钢桁架结构焊接相贯节点的力学性能

空间焊接相贯节点受力复杂,对大尺寸、多平面支管及空间多向加载作用下相贯节点的承载力设计方法,目前相关的设计规范并未给出详细规定。因此,有必要针对焊接钢管相贯节点在空间多向加载作用下的性能进行分析。以山西省太原南站为工程背景,选取其屋盖结构——伞形空间钢桁架下弦节点为研究对象,采用ABAQUS对其进行有限元分析,计算了节点在空间多向加载作用下的应力、变形分布,并重点探讨节点相贯区域内不同加劲构造措施对节点强度和刚度的影响。分析结果表明:支管与主管相贯区域为节点受力最不利位置,尤以受拉支管与主管汇交处最为明显;圆形截面支管屈服先于矩形截面支管;相对于"井字形加劲肋"构造,"横隔板+纵向加劲肋"构造有效提高节点承载能力,但在纵向加劲肋与横隔板相交处,存在局部塑性变形。

上海国际汽车会展中心钢管桁架展厅结构设计

较为详细地介绍了上海国际汽车会展中心大跨度钢管桁架展厅的结构设计过程。采用变截面鱼腹式三角形单跨钢管桁架,钢管之间直接相贯焊接。应用空间整体模型的分析方法。

钢管混凝土桁梁受弯试验研究

针对钢管混凝土桁式受弯构件的整体受力性能,设计并制作了钢管混凝土桁梁试件,进行了四分点对称加载,分析了钢管混凝土桁梁的变形与应变分布模式、破坏模式和承载力等。试验结果表明:钢管混凝土桁梁变形比实腹梁小很多且主要集中于边段;桁梁节点受力复杂,节点承载力是结构承载力的控制因素;弦杆填充混凝土可增大弦杆的径向刚度并约束节点变形,避免发生弦杆钢管塑性失效,从而提高节点承载力。四分点对称荷载作用下,全焊桁梁腹杆实际分担的轴力值小于铰接桁架的计算值,弦杆承受了较大的弯矩;节点破坏前桁梁试件边段腹杆有较明显的剪切变形。

南京国际展览中心钢管拱架的设计研究

南京国际展览中心跨度 75m的钢管拱架按 74 85m设计 ,设计时利用了结构的变形 ;采用钢管相贯焊接节点技术。该工程为今后大跨度钢结构的设计提供了有益的经验。

钢管结构K型搭接节点滞回性能参数分析

为揭示K型搭接节点隐藏焊缝焊与不焊对节点抗震性能的影响,优化了该类节点的施工工艺.按照影响钢管结构搭接节点的关键参数β、γ、τ,设计了基本试件及参数试件,采用ANSYS非线性有限元法,对钢管结构K型搭接节点隐藏焊缝焊与不焊进行了数值模拟,得到了各参数试件的滞回曲线、骨架曲线和延性性能等抗震性能指标.研究结果表明,β、γ、τ参数变化对节点承载力的影响不是十分显著,隐藏焊缝不焊接节点的滞回性能及延性优越于隐藏焊缝焊接的节点.支主管直径比β越大,节点延性越好;主管径厚比γ越大,节点延性越差.支主管厚度比τ对节点延性影响不大,尤其是τ对隐藏焊缝不焊接节点的延性基本没有影响.

圆钢管混凝土桁架K形节点极限承载力计算方法研究

圆钢管桁架在主管内填筑混凝土,可有效提高其承载力。为了获得圆钢管混凝土桁架K形节点受力性能和承载力计算方法,研究了在受拉或受压支管处K形节点的失效模式和破坏机理;基于圆钢管混凝土K形节点在不同失效模式下的破坏机理和受力状态,分别对支管截面形式为圆形或矩(方)形的圆钢管混凝土K形节点建立合理的简化计算模型,推导出不同失效模式下K形节点极限承载力计算公式,并给出相应的极限承载力建议公式。试验验证了圆钢管混凝土K形节点的试验值与计算值吻合较好,研究表明圆钢管混凝土K形节点的极限承载力计算公式的准确性,可应用于圆钢管混凝土桁架结构计算和设计,也为相关标准建立和完善提供理论依据。

相贯节点矩形钢管桁架通廊结构设计问题探讨

通过对某通廊工程结构设计的经验总结,分析了相贯节点矩形钢管桁架结构计算、节点设计和构造处理中应注意的一些问题,并提出了相关建议,以供工程设计人员参考。

长春五环体育馆方钢管桁架的试验研究

为研究大尺寸方钢管K形和Y形节点的受力性能,对两榀桁架进行了试验研究.其中一榀桁架节点下加有垫板,另一榀未加垫板.结果表明,所有节点均表现为承压管上下两面下陷,两侧面鼓出破坏,其中,承压管下加钢垫板后承载力有显著提高.各试件均满足设计承载力和变形要求.

高温对管桁架节点承载力的影响

用大型有限元分析程序ANSYS对不同温度下圆管桁架T形节点的极限承载力进行了分析。分析计算时,充分考虑了高温引起材料性能衰退的材料非线性以及大变形效应的几何非线性,其中,钢材力学和物理性能参数随温度的降低系数按照在结构抗火方面应用广泛的欧洲规范(EUROCODE 3)采用。首先,进行了节点模型在常温下的极限承载力计算,并将计算结果与我国现行规范方法的计算结果进行比较,验证了所采用ANSYS计算方法的正确性,在此基础上进行高温计算。通过分析,得出不同温度下节点的极限承载力和最大位移,并定量给出节点极限承载力随温度的升高而降低的趋势和变化规律,总结了高温下节点温度及相应极限承载力近似线性的相关关系。

铸钢节点铸造缺陷的疲劳分析

针对管状桁架桥中铸钢节点的疲劳分析问题,设计了一个具有铸钢节点的管状桁架桥模型,并通过数值模拟研究了不同铸造缺陷参数对铸钢节点疲劳性能的影响。结果表明,在铸钢节点质量评定中只靠局部位置的缺陷尺寸大小是不可靠的,应同时考虑多个缺陷的分布对铸钢节点进行安全评定。

Q690高强钢加强型相贯节点抗弯刚度试验研究

在钢管塔结构的设计中,节点刚度是重要参数,随着高强钢在变电构架中的应用,对高强钢相贯节点抗弯刚度的研究日趋重要.本文对Q690高强钢管相贯节点采用瓦形板加强、内隔环加强和内套筒加强的三种加强方式进行了试验研究,得出不同加强方式对节点刚度的影响,并以欧洲规范中节点初始刚度的判断准则分析了节点的刚度性能,得出对于采用Q690高强钢的人字柱加强型相贯节点不能按照刚性节点进行设计,而应作为半刚性节点进行设计;最后对瓦形板及内隔环对节点的作用机理进行了分析说明.

武汉世贸中心某关键连接节点受力性能分析对比

钢管混凝土柱与伸臂桁架连接节点是结构抗侧力体系中的关键节点,节点处连接构件多,且受力复杂。基于武汉世贸中心项目,对项目中该类复杂节点进行受力分析。采用ANSYS和ABAQUS通用有限元分析软件,通过精细化网格划分,并考虑几何非线性和材料非线性,对该节点性能进行分析。两种软件计算的不同构件应力最大值相差均不超过5%,开裂面趋势基本一致,验证了计算结果的准确性。计算结果表明,该节点满足抗震设防烈度地震作用下保持弹性的性能目标。

带支撑的方钢管柱与桁架梁十字形节点试验研究

为研究带支撑的方钢管柱与桁架梁十字形连接节点的承载性能,对2个足尺试件分别进行了单调加载与滞回加载试验。考察各试件的破坏过程及破坏机理,分析各试件东、西两侧的F-Δ曲线和极限承载力,分别运用通用弯矩法、等能量法和Park法确定节点的屈服点位移,综合衡量节点延性性能,并对累积耗能能力进行分析。结果表明:在两种加载方式下,节点的破坏模态均始于斜撑的局部屈曲,终于斜撑的屈曲变形过大以及支撑与梁段连接处被拉开和螺栓孔的变形。与未加支撑的试件进行对比发现通过加设支撑,试件的极限承载力提高了约3.38倍,累积耗能提高了约65.0%。带支撑的试件在加载过程中方钢管柱、桁架梁以及柱座并未发生破坏,满足"强节点,弱构件"的抗震设计原则。

相贯节点在不同荷载-温度路径下的性能

提出对不同荷载—温度路径下的节点性能进行区别计算的思路,并用大型有限元程序ANSYS对4种不同路径下圆管桁架T形节点的变形规律进行分析。计算时充分考虑了高温引起的材料非线性和几何非线性,其中材料力学和物理性能参数随温度的折减系数按照欧洲规范(EC3)取用。通过分析得出各种路径下节点最大位移随外荷载或温度的变化规律,并对不同路径下的计算结果进行分析比较,定量给出不同路径下节点变形受温度影响的程度,得出计算结果与荷载—温度路径密切相关的结论。

钢管混凝土柱-钢筋混凝土箱梁节点性能研究

研究目的:为研究大型钢管混凝土柱-钢筋混凝土箱梁节点性能,分别采用理论和数值的方法对节点受剪承载力进行分析。通过探讨该大型节点的受剪机理,揭示其受剪承载力主要由钢筋混凝土外环梁抗剪贡献、考虑钢管约束的内部混凝土的抗剪贡献和钢管抗剪贡献三部分组成。利用有限元OpenSees对该节点进行模拟分析,同时对钢管厚度和混凝土强度等因素进行参数化分析。研究结论:(1)通过有限元OpenSees对节点进行数值模拟,分析结果与理论公式计算结果吻合较好,进而验证有限元模拟的正确性;(2)通过对影响节点受剪承载力的钢管厚度和混凝土强度等因素进行参数化分析,建议在不提高用钢量的情况下,混凝土强度最高取为C60,同时在不改变混凝土强度条件下,钢管厚度不宜超过45 mm;(3)本研究成果可为高铁站房等桥建合一结构的节点构造设计提供借鉴和参考。