螺栓球节点设计方法研究

按照准确的螺栓球几何控制条件,推导了螺栓球直径控制公式,从而对规程公式进行修正,并完善了杆件夹角较小时锥头(封板)和杆件控制公式。用规程公式和本文公式(考虑螺栓球配件制作各项误差)对7种节点进行设计,对比发现:当杆件夹角较为合理时,本文公式螺栓球节点用钢量明显低于规程公式用钢量;当杆件夹角较小时,按照锥头(封板)和杆件控制公式,本文公式能够增大螺栓球直径,从而避免杆件相碰。     

锥头强度的理论分析和简化计算

螺栓球节点具有加工和施工安装方便等优点 ,在网架结构工程中得到了大量使用。但是锥头作为螺栓球节点中受力比较复杂的连接构件 ,目前还没有具体的计算方法和设计公式。我国现行《网架结构设计与施工规程》(JGJ 7-91)第4 4 7条规定 ,锥头的任何截面应与连接的钢管等强 ,但如何进行核查未做明确规定。本文用轴对称理论简化计算模型 ,考虑锥头与螺栓的共同作用 ,采用接触元理论求解锥头与螺栓的接触传力。通过单参数分析确定锥头构造尺寸等参数与锥头极限承载力之间的函数形式 ,从而设定回归模式 ,并用正交试验设计理论设计锥头模型 ,采用有限元程序进行弹塑性全过程分析 ,应用多元线性回归理论 ,拟合出锥头的极限承载力公式和设计承载力公式。文末还用推导得出的设计承载力公式对现有生产锥头厂家所生产的锥头进行比较并作了评述。     

铝网架结构应用研究与实践

本文结合工程项目建造工作,对螺栓球节点铝网架结构的研发、铝网架结构设计方法、各构件材料选取与性能试验、各构件制作技术方法、计算机辅助设计软件的开发等作了介绍,文中同时还介绍了一种新研制开发的铝网架铝管件与封板(锥头)非焊接方式的冷加工压力成型连接技术,最后还介绍了一个采用螺栓球节点铝网架结构建造的磁试验室项目情况。     

关于锥头计算的探讨

锥头是螺栓球节点的重要连接件，现有规程中无明确计算条文。文章在总结国内有关锥头理论计算和试验结果的基础上，用多元线性回归分析方法，拟合出锥头简化公式，便于工程应用。文中还对目前生产的锥头进行了评述     

螺栓球节点网架连接件承载力与结构设计原则

对多项网架结构工程中多种规格的封板、锥头与钢管对接焊缝的抗拉试件承载力检验发现,相当多的试件是高强度螺栓破坏,被连接的钢管杆件及焊缝完好,原因是高强度螺栓连接件的承载力小于被连接杆件的,不符合“强节点弱杆件”的设计原则。可靠度分析表明,试件发生螺栓破坏时的可靠指标低于螺栓未破坏时的;相连接的钢管杆件未破坏的可靠度高于钢管杆件破坏的可靠度。分析结果与统计结果完全一致。     

建设部科技成果推广项目（2002）

不锈钢复合管在网架等结构的应用 该技术由四川亿赛建设工程有限公司和新日钢制品有限公司完成。该成果是在碳素钢结构网架的外表面上紧密包覆不锈钢材料,形成一个完全的不锈钢网架,基材碳素钢管、螺栓球、封板、锥头、高强度螺栓等的承载主体,具有强度高、刚性好、抗     

目前网架(壳)工程中一些技术问题的探讨

探讨了网架 (壳 )的杆件拼装 ,超大直径空心球和空心球壁厚薄不匀 ,焊接标准 ,螺栓球锥头 ,封板 ,横向力 ,悬挂吊车疲劳 ,橡胶支座及其支座假定 ,风载 ,验收的标准等问题 ,供网架 (壳 )设计施工时参考。     

Formula for bearing capacity of conical head in large-diameter bolted spherical joints of spaee grid struetures

建立弹塑性有限元模型,对大直径螺栓球节点试验中容易破坏的锥头进行数值计算,试验结果验证了有限元模型的适用性。考虑了影响锥头承载力的各种主要因素,进行了相应的参数分析。揭示了大直径锥头具有底板壁厚塑性贯通、锥壳壁厚塑性贯通和局部承压破坏等三种破坏模式,掌握了螺栓直径d、钢管直径D5以及有关锥头的径向厚度t、底板厚度H、锥头斜率k、底板受荷面积比S等各种几何参数对锥头承载力的影响效应。基于多元回归分析,提出了大直径锥头前两种破坏模式的承载力计算式。与试验结果相比,计算式较为准确可靠,可应用于工程设计。     

网架结构大直径螺栓球节点锥头承载力计算式

建立弹塑性有限元模型,对大直径螺栓球节点试验中容易破坏的锥头进行数值计算,试验结果验证了有限元模型的适用性。考虑了影响锥头承载力的各种主要因素,进行了相应的参数分析。揭示了大直径锥头具有底板壁厚塑性贯通、锥壳壁厚塑性贯通和局部承压破坏等三种破坏模式,掌握了螺栓直径d、钢管直径D5以及有关锥头的径向厚度t、底板厚度H、锥头斜率k、底板受荷面积比S等各种几何参数对锥头承载力的影响效应。基于多元回归分析,提出了大直径锥头前两种破坏模式的承载力计算式。与试验结果相比,计算式较为准确可靠,可应用于工程设计。     

梁柱弱轴端板螺栓连接刚度的试验研究

用外伸端板高强螺栓连接制作了4个足尺寸弱轴连接节点模型,通过节点单调加载受弯试验,对节点的受力特点、破坏形态以及端板厚度对其刚度的影响展开研究,得到了该节点的弯矩-转角关系。研究结果显示,外伸端板弱轴连接是一种典型的半刚性连接,具有良好的塑性和延性,初始刚度仅为相同构造情况下强轴连接刚度的30%~40%。     

钢网架封板的设计计算

建立了网架封板的强度计算模型,采用结构塑性极限分析理论,得出了封板极限承载力和厚度的计算公式,可供设计时参考.     

复合地基承载力和变形分析

通过对复合地基载荷试验的作用荷载、沉降以及承压板尺寸相互关系的讨论 ,提出了复合地基承载力的确定方法 ;通过理论计算 ,运用载荷试验结果并根据实际工程的试验和沉降观测结果 ,分析下卧软土层承载力和变形     

载荷板尺寸效应对水泥土搅拌桩静载试验的影响

载荷试验是目前研究水泥土搅拌桩复合地基承载力的重要手段。结合云南某机场工程实例,详细说明了利用载荷试验确定机场边坡稳定影响区复合地基承载力的全部过程。揭示了复合地基载荷试验获得的复合地基承载力特征值、沉降量与其对应载荷板尺寸之间的相互关系。     

箱板式钢结构住宅底部加强区组合加劲钢板墙抗震性能分析

箱板式钢结构是一种直接采用加肋钢板作为承重墙和楼板的箱式结构。为提高加劲钢板墙(SSPW)的抗震性能,在墙体外侧设置网格加劲板构成组合加劲钢板墙(CSPWs)。进行了3个1/3缩尺比例的加劲钢板墙试件的拟静力试验,研究参数包括是否设置网格加劲板、网格加劲板与墙体钢板之间能否相对滑动。分析了加劲钢板墙试件的破坏过程、破坏模式、承载力和变形性能等。同时建立有限元分析模型,研究轴压比、高厚比等对墙体受力性能的影响。试验研究表明：组合加劲钢板墙具有较高的承载能力和稳定的滞回性能;设置网格加劲板能有效抑制墙板的面外变形,显著提高抗侧刚度、承载力和耗能能力;网格加劲板与墙体钢板之间能相对滑动,可使试件耗能和位移延性系数分别提高42.4%和39.6%。有限元分析表明：峰值荷载随轴压比和墙板高厚比的增大而降低;当轴压比不大于0.6且高厚比介于300~500时,组合加劲钢板墙峰值荷载大于按JGJ/T 380—2015《钢板剪力墙技术规程》中全截面塑性理论计算的承载力,结合墙板面外变形情况,建议轴压比不大于0.6、墙板高厚比取300~400。     

箱形节点域外伸端板弱轴连接的滞回性能研究

提出了一种适用于H形柱的箱形节点域外伸端板弱轴连接,利用有限元软件ABAQUS对8个不同构造形式的端板连接进行了研究,分析了节点的破坏形式、弯矩 转角滞回曲线、承载能力及转动能力等。结果表明:8个不同构造形式的端板连接均为半刚性节点;在循环荷载作用下,箱形节点域端板连接节点的破坏均出现在端板上,而柱子节点域基本完好;当层间位移角为0.04 rad时,各节点的承载力均大于0.8倍钢梁全截面塑性弯矩;端板外伸加劲肋的设置使节点的极限承载力提高10%左右,但耗能能力却下降了4%,建议外伸端板不另设加劲肋;端板厚度为16 mm,即与蒙皮板厚度相差较小时,节点的承载能力、耗能能力较好;提升端板材性能提高节点承载能力,但端板材性提升过大反而会降低节点耗能能力,建议端板材性只提高1个等级。     

Tragverhalten von Schrauben in Scher‐Lochleibungs‐Verbindungen mit ungenau hergestellten Schraubenlöchern

Load bearing capacity of bolts in bearing type connections with inaccurately fabricated bolt‐holes. Deviations of the bolt‐holes from their planned position and form may complicate the erection but also harm the load bearing capacity and thus the structural integrity. Plastic bending of the bolt and/or plastic bearing of the plate is necessary to compensate the effects of these deviations. It is not clear if high strength bolts grade 10.9 and 8.8 with a large diameter will do this.     

确定地基承载力的新方法

地基承载力的合理确定对地基设计是最重要的一个内容。现场原位压板试验被认为是确定地基承载力最可靠的方法。但实际基础的地基承载力不仅与土性有关,还与基础的尺寸、埋深和沉降要求有关,压板试验的尺寸不是实际基础的尺寸,如何由压板试验合理地确定实际基础的地基承载力是一个还没有很好解决的问题。提出一个新的解决方法,即由压板试验反算地基的强度参数和变形指标,然后用这些参数对具体基础采用切线模量法计算基础的荷载和沉降关系的p–s曲线,再根据上部结构对基础的沉降要求和地基强度安全系数要求的双控原则,由p–s曲线确定满足沉降和强度要求的地基承载力,而不是直接由压板载荷试验曲线来确定地基承载力,这样可以更好地考虑基础的尺寸效应。通过案例进行了说明,并与现行的规范方法进行了比较,说明了新方法的合理性。     

基于微观断裂机制的XK型相贯节点极限承载力分析

采用基于微观断裂机制的空穴扩张模型（VGM）和应力修正应变模型（SMCS）对XK型相贯节点进行断裂预测,分析了有限元模型中考虑焊缝构型与否对断裂预测结果的影响。通过与试验结果的对比,证明了合理考虑焊缝构型在相贯节点断裂预测中的重要性,验证了VGM模型用于预测相贯节点在单调荷载作用下延性断裂的适用性。分析了XK型相贯节点在腹杆轴力作用下的破坏模式和极限承载力。结果表明,XK型相贯节点可能在受拉腹杆与弦杆之间的焊缝处发生断裂,这种破坏模式属于强度破坏,节点极限承载力应取该断裂荷载|XK型相贯节点也可能在受压腹杆与弦杆相交处因过大的塑性变形而破坏,此时,节点极限承载力应取荷载-弦杆变形曲线的峰值荷载。XK型相贯节点的破坏模式与节点几何构造和腹杆受力状态有关。     

新型折板网壳结构特性及关键技术研究

折板网壳结构是一种新型的结构形式,兼具了空间桁架结构与空间网壳的优点。重点介绍了该结构在分析与设计中的关键问题:结构体系的布置与力学特性;荷载的安全取值以及构件合理计算长度系数的确定;利用弹塑性方法分析其稳定性、极限承载力以及塑性发展规律以说明折板网壳结构优异的力学承载性能;对复杂套钢管节点进行弹塑性分析。分析方法和结果可供类似结构的设计、分析参考。     

带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙抗震性能试验研究

为了研究带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙结构的抗震性能,对1个1∶4缩尺的5层带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙试件进行了恒定轴压力下的水平低周往复加载试验,分析试件在循环荷载作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等,得到结构的受力特征和破坏机理。研究结果表明:剪力墙墙肢以弯曲破坏为主,钢连梁以剪切破坏为主;滞回曲线无明显的捏缩效应;试件的承载力略高于理论承载力;平均延性系数为2.39,破坏时的位移角介于1.88%～1.94%之间;结构体系通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量,能够明显改善带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙的抗震性能,实现了连梁-墙肢双重设防机制。